超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器的制作方法

本发明涉及高层、超高层及高耸结构的抗风、抗震技术领域，具体涉及一种超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器。

背景技术：

高层、超高层、高耸结构等重大工程结构的建设在我国方兴未艾，并将长期在社会经济发展中发挥重要作用。我国作为一个灾害多发国家，高层、超高层建筑的抗震、抗风等防灾减灾设计始终是影响建筑安全性能的重要问题。进入新世纪以来，高层、超高层、高耸结构进入了快速发展时期，特别是城市的地标性建筑已经成为城市经济实力的象征，如何保证这些高层、超高层、高耸结构的地震作用下的安全性以及强风作用下的舒适性和安全性已经成为需要迫切解决的关键问题。以调谐质量阻尼器(tmd)为代表性的结构被动控制技术已逐渐应用于实际工程，被证明能有效减小高层、超高层、高耸结构风振和地震响应。目前，在实际工程中主要采用悬吊式或支撑式tmd。当采用悬吊式tmd时，通常悬摆较长，且需要设置阻尼器，需要较大的空间才能实现，而对于高层、超高层和高耸结构为重力敏感结构，附件质量块后会对结构受力不利，高层、超高层和高耸等建筑结构如果遇到火灾突发事故难以解决，扑救难度大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器，该阻尼器结合高层、超高层及高耸结构自身的消防水箱作为调谐质量，既能预防突发火灾，减少建筑结构风振响应，提高建筑的抗风性能，减少地震对结构的影响，提高建筑的抗震性能，又能有利于大大降低调谐质量阻尼器装置的造价。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：

超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器,主要包括消防水箱调谐质量块、粘滞阻尼器、铅钢叠层阻尼器、刚性传力板、球铰支座、监测仪、水泵舱、注水管、出水管、楼面预埋钢板、楼面、建筑主体框架，所述消防水箱调谐质量块的底部等距设置有九个用于支撑其重量的球铰支座、球铰支座与楼面预埋钢板连接，楼面预埋钢板提前预埋在楼面内，消防水箱调谐质量块四周等距布置两层粘滞阻尼器，在两层粘滞阻尼器之间布置铅钢叠层阻尼器，粘滞阻尼器、铅钢叠层阻尼器另一端与刚性传力板连接，刚性传力板固定在建筑主体框架上，消防水箱调谐质量块内设置监测仪，监测仪与外置水泵舱连接，消防水箱调谐质量块通过延伸出的注水管和出水管与水泵舱连接。

进一步地，铅钢叠层阻尼器包括有耗能软钢板、耗能铅板和耗能软钢板外壳，耗能铅板位于最内层，耗能软钢板位于耗能铅板外侧，最外层为耗能软钢板外壳，耗能软钢板外壳通过螺栓与消防水箱调谐质量块和刚性传力板连接。

进一步地，消防水箱调谐质量块四周布置刚性传力板并与消防水箱调谐质量块形成一个回字形结构。

进一步地，球铰支座由上支座板、连接槽中间球面、下支座板四部分组成，中间球面上部与上支座板连接，下支座板内设置连接槽，整个中间球面被连接槽完全包裹，中间球面可以在下支座板内水平转动，上支座板通过螺栓连接固定在消防水箱调谐质量块底部，下支座板通过螺栓连接固定在楼面预埋钢板上。

本发明所具有的优点及有益效果是：

本发明超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器,主要包括消防水箱调谐质量块、粘滞阻尼器、铅钢叠层阻尼器、刚性传力板、球铰、监测仪、水泵舱、注水管、出水管、楼面预埋钢板、楼面、建筑主体框架，所述消防水箱既起到消防作用又充当变阻尼调谐质量阻尼器，其工作原理为：通过监测仪监测防水箱内水流情况控住水泵舱向消防水箱注水或排水，消防水箱外部与粘滞阻尼器和铅钢叠层阻尼器连接，减小水箱内的水对结构自身冲击压力，所述该阻尼器具有结构受力性能好、易于实施、稳定性好、减震效果好、安全性好等优点，结合高层、超高层及高耸结构自身的消防水箱作为调谐质量，既能预防突发火灾，减少建筑结构风振响应，提高建筑的抗风性能，减少地震对结构的影响，提高建筑的抗震性能，又能有利于大大降低调谐质量阻尼器装置的造价。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

图1为本发明超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器的结构示意图；

图2为本发明超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器布置图；

图3为图2中a-a截面俯视图；

图4为铅钢叠层阻尼器的结构示意图；

图5为球铰支座的结构示意图。

图中：1为消防水箱调谐质量块；2为粘滞阻尼器；3为铅钢叠层阻尼器；3-1为耗能软钢板；3-2为耗能铅板；3-3为耗能软钢板外壳；3-4为螺栓；4为刚性传力板；5为球铰支座；5-1为上支座板；5-2为连接槽；5-3为中间球面；5-4为下支座板；6为监测仪；7为水泵舱；8为注水管；9为出水管；10为楼面预埋钢板；11为楼面；12为建筑主体框架。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

如图1-3所示，本发明超高层建筑变阻尼调谐质量阻尼器,主要包括消防水箱调谐质量块1、粘滞阻尼器2、铅钢叠层阻尼器3、刚性传力板4、球铰支座5、监测仪6、水泵舱7、注水管8、出水管9、楼面预埋钢板10、楼面11和建筑主体框架12。

消防水箱调谐质量块1既起到消防作用又充当变阻尼调谐质量阻尼器，所述消防水箱调谐质量块1的底部等距设置有九个用于支撑其重量的球铰支座5，球铰支座5等距均等布置，确保消防水箱调谐质量块1受力平衡。球铰支座5与楼面预埋钢板10连接，楼面预埋钢板10提前预埋在楼面11内，消防水箱调谐质量块1四周等距布置双层粘滞阻尼器2及两层粘滞阻尼器2之间布置铅钢叠层阻尼器3，粘滞阻尼器2与铅钢叠层阻尼器3另一端与刚性传力板4连接，刚性传力板4固定在建筑主体框架12上，消防水箱调谐质量块1内设置监测仪6，监测仪6与外置水泵舱7连接，消防水箱调谐质量块1通过延伸出的注水管8和出水管9与水泵舱7连接。

如图4所示，所述铅钢叠层阻尼器3包括耗能软钢板3-1、耗能铅板3-2和耗能软钢板外壳3-3，耗能内芯共四层,耗能铅板3-2在最内层，外侧设置耗能软钢板3-1，最外层为耗能软钢板外壳3-3，铅钢叠层阻尼器3通过螺栓3-4与消防水箱调谐质量块1和刚性传力板4连接。

所述消防水箱调谐质量块1四周布置刚性传力板4并与消防水箱调谐质量块1形成一个回字形结构，保证受力稳定、结构安全。

所述消防水箱调谐质量块1内安放监测仪6用于监测消防水箱内水的流速，监测仪6通过监测到的消防水箱内水流流速的变化信号控制水泵舱7。

所述消防水箱调谐质量块1内的水既可以提供消防使用又可以提供超高层建筑生活用水，但需要及时通过水泵舱7补充。

当超高层建筑遇到突发火灾，水泵舱7可以通过出水管9抽取消防水箱调谐质量块1内的水向火灾现场输水。

如图5所示，球铰支座5由工厂提前预制，由上支座板5-1、连接槽5-2、中间球面5-3、下支座板5-4四部分组成，中间球面5-3上部与上支座板5-1连接，下支座板5-4内设置连接槽5-2，整个中间球面5-3被连接槽5-2完全包裹，中间球面5-3可以在下支座板5-4内水平转动，上支座板5-1通过螺栓连接固定在消防水箱调谐质量块1底部，下支座板5-4通过螺栓连接固定在楼面预埋钢板10上。

所述水泵舱7连接注水管8和出水管9既能向消防水箱调谐质量块1内注水也能向外排水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，例如根据高层、超高层及高耸结构自身结构特点可以布置多个消防水箱，多个消防水箱形成一个串联体系。这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。