[发明专利]一种建筑管道结构摩擦调谐减震装置

说明书

本发明公开了一种建筑管道结构摩擦调谐减震装置，包括管道系统、吊杆、摩擦调谐质量阻尼器，管道系统包括管道和固定管道的组合管夹，吊杆用于将管道系统连接到建筑结构构件，摩擦调谐质量阻尼器包括固定限位块、质量块、弹簧和导向杆，导向杆分别通过两个固定限位块固定安装在组合管夹上，所述质量块通过滑动摩擦副安装在导向杆上，质量块两端与两个固定限位块之间分别连接有一个弹簧。摩擦调谐质量阻尼器的工作频率调节至管道系统的侧向摆动频率。摩擦调谐质量阻尼器通过频率调谐吸收质量块的滑动摩擦综合耗能进行管道减震。本发明结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，可用于建筑管道系统的抗震与抗风。

技术领域

本发明属于结构减震(振)工程技术领域，涉及一种建筑管道结构的减震技术，尤其涉及一种建筑管道结构摩擦调谐减震装置。

背景技术

管道系统是建筑结构的常见非结构构件，包括机电管道、通风管道、供水管道等，对结构的使用功能具有重要贡献。在地震中，管道系统比结构构件更容易发生破坏。其破坏不仅会造成巨额的直接经济损失，而且会引起严重的次生灾害和建筑使用功能的丧失。如何有效减小地震引起的管道系统结构破坏，降低灾害带来的损失，已成为管道系统技术发展的关键问题之一。

调谐质量阻尼器具有结构形式简单、减震效果显著、易于实现等优点，在结构减震控制中应用广泛。但缺点是其通过质量调谐吸收输入能量，但由于自身阻尼小，并不能有效耗散输入的能量。摩擦阻尼器具有易于调节、结构简单、耗能稳定的特点。将摩擦耗能与质量调谐结合起来，形成了摩擦调谐质量阻尼器，兼具质量调谐和摩擦耗能的特点。摩擦调谐质量阻尼器体积小，结构简单，耗能能力突出，建筑管道结构的组合管夹作为摩擦调谐质量阻尼器的基座，可以有效利用空间，这对其工程应用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于建筑管道结构的减震装置。一方面，该装置通过摩擦调谐质量阻尼器通过频率调谐，吸收传递至管道系统的结构动能，起到传统调谐质量阻尼器的功能；另一方面，质量块与导向杆之间产生相对滑动时，克服摩擦力做功，消耗输入的能量，增大系统的阻尼；两方面的共同作用，可有效地抑制建筑管道系统的摆动。本发明结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，可用于建筑管道系统的抗震与抗风。

本发明的目的是这样实现的：

一种建筑管道结构摩擦调谐减震装置，其特征在于：包括管道系统、吊杆、摩擦调谐质量阻尼器，所述管道系统包括管道和固定管道的组合管夹，所述吊杆用于将管道系统连接到建筑结构构件，所述摩擦调谐质量阻尼器包括固定限位块、质量块、弹簧和导向杆，所述导向杆分别通过两个固定限位块固定安装在组合管夹上，且导向杆与管道长度方向垂直，所述质量块通过滑动摩擦副安装在导向杆上，质量块两端与两个固定限位块之间分别连接有一个弹簧。

作为改进，所述质量块内设有通孔，质量块通过通孔套设在导向杆上形成滑动摩擦副。

作为改进，所述的固定限位块为实心铁块，质量块为内有圆柱通孔的圆柱铁块，圆柱通孔内壁为具有一定粗糙度的摩擦面。

作为改进，所述导向杆为不锈钢材质的圆柱体，导向杆外表面为具有一定粗糙度的摩擦面。

作为改进，当管道系统不存在震动时，所述质量块位于导向杆中部，且质量块两端的弹簧处于自然平衡状态。

作为改进，所述管道系统上设有一个或者多个摩擦调谐质量阻尼器。

作为改进，所述摩擦调谐质量阻尼器的质量块的总质量为管道系统总质量的1％-5％，单个摩擦调谐质量阻尼器的质量块的质量根据管道系统中摩擦调谐质量阻尼器的个数确定。

作为改进，所述摩擦调谐质量阻尼器的工作频率与管道系统的侧向摆动频率相同。

作为改进，所述建筑管道结构摩擦调谐减震装置可用于机电管道、通风管道和供水管道减震。