[发明专利]附设板式黏滞单元的惯性减震装置在审
申请号: | 201710533690.0 | 申请日: | 2017-07-03 |
公开(公告)号: | CN107313642A | 公开(公告)日: | 2017-11-03 |
发明(设计)人: | 张瑞甫;赵志鹏;陈清军 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | E04H9/02 | 分类号: | E04H9/02;E04B1/98 |
代理公司: | 上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙)31290 | 代理人: | 叶凤 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 附设 板式 单元 惯性 减震 装置 | ||
技术领域
本发明所属于土木工程结构耗能减震技术领域。
背景技术
消能减振技术,是在结构上附加消能减振装置,附加减振装置和结构本身共同承担地震和风振等作用,通过附加减振装置的耗能作用从而减小结构本身的动力响应,保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。本领域惯性减震装置作为一种加速度依赖型的消能减震装置,其惯性单元是一种具有质量增效能力的两节点单元。现有的质量增效的机制,主要是利用滚珠螺杆和旋转螺母将结构的径向运动转换为高速的旋转运动从而有效地耗散结构的振动能量,但此类阻尼器机械加工精度高,其采用的粘滞阻尼耗能单元要求极高的封闭性,腔体内压力高。传统板式黏滞耗能单元在发生相对位移时,内钢板在黏滞材料中的滑动从而产生与滑动速度成正比的阻尼力,但往往在低速下耗能能力不足。
为了解决上述问题,给出了本发明技术方案,采用传统的板式黏滞阻尼单元耗散能量,附加设计一套或者若干套质量增效机构,联合构成一种新型惯性减震装置。
发明内容
本发明目的在于提供一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置。
本发明需要保护的技术方案概括为:
一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置,包括若干板式黏滞耗能单元、上连接板(1)、下连接板(2),板式黏滞耗能单元通过上连接板(1)、下连接板(2)固定于结构墙体体内,其特征在于,还设计有若干齿轮型惯性单元作为板式黏滞耗能单元的增效机构。
本发明与现有技术相比,具有以下优点与有益效果:
1.本发明由板式黏滞耗能单元、齿轮型惯性单元(即为质量增效机构,增大耗能单元耗能能力)、以及安装连接装置组成,充分利用齿轮型惯性单元的两节点质量增效单元吸收振动能量,利用板式黏滞阻尼耗能单元耗散能量。
2.通过惯性减震装置的增效作用可以有效地提高了板式黏滞阻尼耗能单元的耗能能力,同时惯性减震装置能够有效地转移结构的输入能量,降低结构在振动作用下的响应。
3.齿轮型惯性单元实际安装质量小,对装置部件机械加工要求低,质量增效效果显著且易于调节,能够提供有效的控制力。
4.本发明装置设置方便灵活,能够有效吸收并耗散振动能量,装置旋转质量小,具有较好的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明示意图。
图中标号:
1上连接板、2下连接板;
4上部齿板、5下部支撑板、6旋转质量、7旋转轴、8齿轮、9轴承;
3外钢板;10高粘度液体、11内钢板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示。
本发明装置包括板式黏滞耗能单元、上连接板(1)、下连接板(2),板式黏滞耗能单元通过上连接板(1)、下连接板(2)固定于结构墙体体内,其特征在于,还设计有一个齿轮型惯性单元(作为实施例)作为板式黏滞耗能单元的增效机构。
所述板式黏滞耗能单元,采用外钢板(3)、内钢板(11)和高粘度液体(10)组成,高粘度液体10置于外钢板(3)的封闭体中,内钢板(11)置入高粘度液体(10)中。内钢板和外钢板分别与上、下连接板固结为整体。具体可以设计为:外钢板四周围成筒状,内置高粘度液体,内钢板插入其中,顶部设置橡胶等密封材料实现封闭,内钢板在高粘度液体中运动。
所述板式黏滞耗能单元,其作用机理是通过一种由钢板在封闭的高粘度阻尼液中运动,使阻尼液产生剪切变形而产生黏滞阻尼力的阻尼器。
所述齿轮型惯性单元置于上连接板(1)、下连接板(2)之间并通过其上下两端分别与上连接板(1)、下连接板(2)固定连接;同时,该惯性单元左右两侧布置两组金属屈服耗能单元(3)(作为实施例)。
所述齿轮型惯性单元包括上部齿板(4)、下部支撑板(5)、齿轮(8)、旋转质量(6)、旋转轴(7)和轴承(9),结构为:
上部齿板(4)、齿轮(8)、下部支撑板(5)三者位置相对应;
所述上部齿板(4)顶部与所述上连接板(1)固定,其下部边缘设有外齿用于与齿轮(8)咬合传动;
齿轮(8)外套在旋转轴(7)上,旋转轴(7)在两端设有旋转质量(6),旋转轴(7)在其中点处再设置轴承(9),并通过该轴承(9)将整个旋转轴体安装固定于下部支撑板(5)的顶部,下部支撑板(5)底部固定于下连接板(2)上。
基于上述结构设计,当上部齿板(4)相对于下部支撑板(5)发生相对水平位移时,同时发生:
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