[发明专利]双调谐型惯容系统

说明书

本发明涉及一种用于土木工程和能源基础设施领域的双调谐型惯容系统，包括一级碰撞摩擦型调谐质量单元、二级调谐质量单元、液体惯容阻尼单元以及安装单元。本发明建立了双重减振调谐机制来调整系统频率并进行减振控制，提高了该减振系统有效减振控制的频带宽度。利用双级调谐质量单元和液体惯容单元来储存能量；利用碰撞摩擦块非线性碰撞和液体惯容阻尼耗散结构振动能量。基于液体惯容单元质量增效作用，显著地降低了一级碰撞摩擦型调谐质量单元所需附加的质量，提供了一种轻量化调谐型减振装置。此外，惯容单元有效控制了一级碰撞摩擦型调谐质量单元整体的变形，节省了装置安装空间，提高了碰撞摩擦块阻尼内部阻尼耗能的效率，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于土木工程结构耗能减振技术领域，尤其涉及一种双调谐型惯容系统。

背景技术

消能减振技术，通过在结构会发生相对运动的部位增设消能减振装置，该装置可以在结构受强迫作用时产生抵抗结构运动的控制力来共同承担地震和风振等作用，利用其自身的耗能作用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。

本领域碰撞摩擦块阻尼器作为一种比较成熟的非线性消能减振装置，通过碰撞摩擦块之间的非线性行为，比如运动、碰撞和摩擦来吸收和耗散受控结构的振动能量。在地震等强烈外部作用的初期，结构动力响应水平较小，此类减振装置由于碰撞摩擦块间隙等原因不能有效迅速地耗散结构振动能量。为了满足结构更高的性能要求，碰撞摩擦块型阻尼器需要附加碰撞摩擦块质量较大，不便于安装更可能带来结构在地震等强烈作用下的安全问题。此外，现有的调谐型碰撞摩擦块阻尼器主要针对结构低阶响应进行控制，控制频带较窄，调谐机制单一。

发明内容

本发明目的在于，提供一种双调谐型惯容系统，该惯容系统采用碰撞摩擦块阻尼单元和液体阻尼单元耗散能量，附加设计一套液体型惯容机构和调谐质量单元，联合构成一种新型惯容减振系统。

本发明需要保护的技术方案概括为：

一种双调谐型惯容系统，包括一级碰撞摩擦型调谐质量单元、二级调谐质量单元、液体惯容阻尼单元以及安装单元。

其中，液体惯容阻尼单元包括一级液体惯容阻尼单元和二级液体惯容阻尼单元。一级液体惯容阻尼单元的一端与安装单元固定连接，其另一端与一级碰撞摩擦型调谐质量单元连接；二级液体惯容阻尼单元的一端与安装单元固定连接，其另一端与二级调谐质量单元连接；同时，一级液体惯容阻尼单元的阻尼液体与二级液体惯容阻尼单元的阻尼液体之间通过连接油管连通。进一步，一级碰撞摩擦型调谐质量单元、二级调谐质量单元均滑动设置在安装单元上，且一级碰撞摩擦型调谐质量单元、二级调谐质量单元中均设置有调谐弹簧。

具体的，安装单元包括安装底座和反力板，反力板垂直设置在安装底座上，同时安装底座上设置有两条相互平行并与反力板垂直的的滑轨槽。

液体惯容阻尼单元包括一级液体惯容单元、二级惯容单元以及连接油管。其中，一级液体惯容单元包含大油缸、第一活塞、第一活塞杆；第一活塞与第一活塞杆固定连接，第一活塞杆穿过大油缸并与大油缸的轴线重合，第一活塞内置于大油缸内部并可沿着第一活塞杆轴线方向做往复运动。二级液体惯容单元包含小油缸、第二活塞、第二活塞杆；第二活塞与第二活塞杆固定连接，第二活塞杆穿过小油缸并与小油缸的轴线重合，第二活塞内置于大油缸内部并可沿着第二活塞杆轴线方向做往复运动。大油缸和小油缸内部充满阻尼液体，两油缸之间通过若干连接油管连接，阻尼液体可以在连接油管内流动。