[实用新型]阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器

说明书

本实用新型公开了一种阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器，包括U形管状水箱、第一磁流变阻尼器、第二磁流变阻尼器和过水孔调节机构，第一磁流变阻尼器和第二磁流变阻尼器内部有电流控制系统，过水孔调节机构包括固定横隔板、活动横隔板、顶杆、步进电机和固定支架，固定横隔板的上端设置U形缺口，活动横隔板的下端设置半圆形缺口，U形缺口与半圆形缺口形成过水孔，活动横隔板可上下自由活动，步进电机内部有位移调节系统。本实用新型调谐液柱阻尼器利用液体晃动时流经过水孔产生的阻尼力来减小结构振动，利用电流控制系统调节液体流速，利用位移控制系统调节过水孔的大小，保证超高建筑物和构筑物在各种地震和强风作用下的安全性和适用性。

技术领域

本实用新型属于土木工程结构振动控制技术领域，具体为一种用于减小超高建筑物和构筑物振动的阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器。

背景技术

地震和强风的破坏力巨大，据统计，世界上平均每年由于地震和强风造成的损失高达数千亿美元。我国41％的国土、50％以上的城市处于地震烈度7度以上，抗震防灾的形势异常严峻。近年来，随着经济的发展，全国各地兴建了一大批超高建筑物和构筑物。这些建筑物和构筑物的刚度较小，极易由于地震和强风的作用而产生剧烈的振动，不仅影响结构的正常使用，极端情况下甚至可能造成结构的倒塌。因此，如何减小超高建筑物和构筑物在地震和强风作用下的振动，成为土木工程领域亟待解决的热点问题。

调谐液柱阻尼器是在调谐液体阻尼器的基础上发展起来的一种高效减振装置。调谐液柱阻尼器固定于超高建筑物和构筑物的顶部，通常做成U型，由连通的两个竖直段和一个水平段组成，里面装有液体，U型管的水平段中部设置带过水孔的隔板。地震和强风引起超高建筑物和构筑物振动，进而带动调谐液柱阻尼器管中液体产生振荡。液体在振荡过程中穿过隔板的过水孔而产生阻尼，消耗地震和强风的能量并减小结构的振动；同时，液体晃动产生的水平惯性力作用于U型管侧壁，形成与结构振动方向相反的作用力，进而减小结构振动。调谐液柱阻尼器具有价格低廉、施工方便、响应速度快等优点，是一种减小超高建筑物和构筑物振动的有效装置。

调谐液柱阻尼器的隔板过水孔越小，产生的阻尼力越大，吸收的振动能量越大；同时，调谐液柱阻尼器内液体的流动速度越大，经过过水孔时产生的阻尼力也越大，减振效果越好。由此可见，调谐液柱阻尼器的减振效果与隔板过水孔的大小和液体的流动速度密切相关。然而，已有调谐液柱阻尼器的横隔板过水孔大小固定，不能针对结构所受地震或强风的大小和结构的振动强度做出快速调节，也就不能实现对超高建筑物和构筑物振动的最有效控制。不仅如此，已有调谐液柱阻尼器的液面均为自由液面，在外部振动作用下的流动速度只与液体本身的粘度有关，无法根据减振控制的需要进行实时调节。因此，为了能够对超高建筑物和构筑物的不同强度振动均进行有效的控制，保障超高建筑物和构筑物在地震和强风作用下的安全，急需一种能够同步实时调节隔板过水孔大小和液体流动速度，进而实现阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器。

发明内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型目的是提供一种阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器，它能根据结构振动的强弱来实时改变过水孔大小和液体流动速度，进而实时调节阻尼，减小超高建筑物和构筑物在地震和强风作用下的振动。

技术方案：本实用新型所述的一种阻尼多重实时调节的调谐液柱阻尼器，包括U形管状水箱、第一磁流变阻尼器、第二磁流变阻尼器和过水孔调节机构，第一磁流变阻尼器通过第一挡水板与水箱滑动连接，第二磁流变阻尼器通过第二挡水板与水箱滑动连接，第一挡水板、第二挡水板均位于U型管状水箱的竖直段液面位置，过水孔调节机构包括固定横隔板、活动横隔板、顶杆、步进电机和固定支架，固定横隔板的上端设置U形缺口，活动横隔板的下端设置半圆形缺口，活动横隔板的半圆形缺口与固定横隔板的U形缺口形成过水孔，活动横隔板从水箱的水平段上表面插入且可上下自由活动，步进电机通过顶杆与活动横隔板相连，步进电机外设置固定支架，步进电机内部有位移调节系统。