一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水箱结构，尤其涉及一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构。
【背景技术】
[0002]随着大型工业储罐以及核电站抗震性能的提高，越来越多的结构采用减振控制技术。结构减振控制技术通过在结构内设置各种耗散振动能量的元件，并调整结构周期，进而减少结构振动响应。常用的阻尼器有:粘滞阻尼器，金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器、调频质量阻尼器和调频液体阻尼器等。目前，常用的调频质量阻尼器需要在结构上附加额外的质量块。而对于水箱结构，水箱中的液体本身就可以作为质量块，并可设计成调频液体阻尼器，即利用水的晃动耗能，吸收振动的能量，达到减振的目标。但是调频液体阻尼器设计复杂，并且利用水的晃动耗能能力有局限性，为此本专利将调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器和摩擦阻尼器结合起来，使其优势互补，形成一种构造简单，造价低廉，耗能能力强的新型吸能减振水箱结构，对核电站以及大型工业水箱的抗震安全具有显著的意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了提供一种构造简单，造价低廉，耗能能力强的应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:屏蔽厂房上端设置有水箱结构，所述水箱结构的水箱壁上设置有预埋件，所述预埋件上安装有铰接座，铰接座上铰接安装有多孔板，多孔板的两侧与水箱壁之间对称设置有阻尼器和弹簧元件，所述多孔板位于水箱内。
[0005]本实用新型还包括这样一些结构特征:
[0006]1.所述多孔板上均匀分布有单向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均匀设置有纤维。
[0007]2.所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱内壁上设置有预埋件。
[0008]3.所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱外壁上设置有预埋件。
[0009]4.所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱外壁上设置有预埋件。
[0010]5.所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件面对面相对设置。
[0011]6.所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件交错设置。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型提出并实现了一种新型的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，通过在水箱壁上安装可摇摆的多孔板，多孔板与水箱壁通过弹簧元件和阻尼器元件连接。调整弹簧元件的刚度，控制多孔板的自振频率，并使多孔板的耗能最大化。弹簧元件可以限制多孔板的摆动幅度，并使其复位，阻尼器可以增强结构的耗能能力。液体在穿过孔板孔洞时，由于多孔板的摩擦耗能功能，进一步提高了结构的耗能能力。在核电PCCS水箱和工业储罐上具有广阔的应用前景。本实用新型具有造价低廉，构造简单，安装简单，减振性能稳定，不改变水箱结构的现有设计等优点，在安装改造上具有极大的优势，对核电站以及大型工业水箱的抗震安全具有显著的意义。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0014]图2是本实用新型的多孔板的结构示意图
[0015]图3是图2中A-A方向的剖面示意图；
[0016]图4是本实用新型的水箱壁与多孔板的连接方式示意图；
[0017]图5是本实用新型的外壁上设置有多孔板的结构示意图；
[0018]图6是本实用新型的内壁上设置有多孔板的结构示意图；
[0019]图7是本实用新型的内壁和外壁均设置有多孔板的结构示意图(面对面设置)；
[0020]图8是本实用新型的内壁和外壁均设置有多孔板的结构示意图(交错设置)。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0022]本实用新型提供的是以核电PCCS非能动冷却系统的顶部重力水箱结构为对象，以减小地震或风荷载作用下屏蔽厂房的整体响应为目标，本实用新型提出并实现了 PCCS可摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构。在地震或风荷载的作用下，利用多孔板摇摆的动力吸振功能，从而减少了下部结构地震或风荷载引起的能量输入，同时利用水通过多孔板，增加了结构整体耗能减振功能，进一步提高了结构的阻尼比。根据动力学基本原理可知，调整PCCS顶部水箱的动力特征和增加结构的阻尼比，可以有效地减小PCCS水箱结构的地震基底剪力，进而提高了核电安全壳及整体结构的抗震可靠性。本实用新型适用于核电PCCS水箱结构，同时也适用于大型工业储液罐结构。由于采用了提高结构阻尼比的被动减振控制装置。本实用新型结构具有抗震性能稳定、减震效果好等优点。同时也具有减小结构造价、具有工厂模块化生产等优势。
[0023]结合图1至图4，屏蔽厂房8上端设置有水箱结构，所述水箱结构的水箱壁上设置有预埋件7，所述预埋件上安装有铰接座4，铰接座上铰接安装有多孔板I，多孔板的两侧与水箱壁之间对称设置有阻尼器6和弹簧元件5，所述多孔板位于水箱内。所述多孔板上均匀分布有单向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均匀设置有纤维。
[0024]实施方案一:所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱内壁上设置有预埋件或是所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱外壁上设置有预埋件。此中实施方案是单独在水箱的外壁2或内壁3预留一定数量的埋件7，然后焊接安装铰接座4，并在其上安装多孔板I，最后根据要求把弹簧元件5和阻尼元件6安装就位。
[0025]实施方案二:所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件面对面相对设置。此实施方案是在水箱外壁2和内壁3对应位置预留一定数量的埋件7，然后焊接安装铰接座4，并在其上安装多孔板I，最后根据要求把弹簧元件5和阻尼元件6安装就位。
[0026]实施方案三:所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件交错设置。此种实施方案是在水箱外壁2和内壁3错开预留一定数量的埋件7，然后焊接安装铰接座4，并在其上安装多孔板I，最后根据要求把弹簧元件5和阻尼元件6安装就位。
[0027]方案一相比方案二和方案三更加经济，安装也更加方便，对所水箱容积影响较小，但减振效果相对较差。方案二相比方案一和方案三，对称安装结构减振效果更加稳定优良，对水箱容积有一定的影响。方案三相对方案一和方案二，更加适用于某一个方向振动较多的情况，减振效果更具方向性。
[0028]本实用新型适用于PCCS顶部水箱结构的设计，同时也适用于大型工业储罐的设计，属于结构振动被动控制领域，具体是提高了水箱结构及下部支撑结构在地震作用下的抗震可靠性。
[0029]—种新型的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，包括:多孔板1、水箱外壁2、水箱内壁3、铰接座4、弹簧元件5、阻尼器元件6，预埋件7。在PCCS顶部水箱外壁2和水箱内壁3安装预留埋件7焊接安装水箱壁铰接装置4;把多孔板I安装在铰接座4上;并在多孔板I 一定位置安装弹簧元件5和阻尼元件6。多孔板I在地震和风荷载作用下调节水箱的动力特性，发挥了多孔板的吸能减振功能。所述水箱壁上按一定距离安装一定数量的铰接座4，调整水箱结构的动力特征，使其与场地的特征周期接近，减小下部支撑的动力响应。所述多孔板I上均匀分布具有摩擦功能的单向流通的小孔。所述多孔板I与铰接座4之间安装一些弹簧元件5和阻尼元件6。
[0030]本实用新型的基本实施方案是根据核电PCCS水箱的结构特点，在传统核电站PCCS水箱结构的基础上，所有部件包括多孔板1、水箱壁铰接装置4、弹簧元件5和阻尼器元件6都可以通过工厂模块化生产完成后，直接在水箱外壁2和水箱内壁3上的预留埋件7，焊接铰接座4;通过多孔板I与铰接座4的预留的安装装置，将多孔板I安装就位。在水箱壁与多孔板之间安装一定刚度的弹簧元件5和阻尼元件6，多孔板I的重量、数量和位置，弹簧元件5的刚度和阻尼元件6的阻尼系数应根据结构计算确定。该结构计算一般包括利用常用的有限元软件进行建模仿真，利用仿真结果对水箱模型进行简化，推导得出水箱结构的一个三质点等效模型。利用等效的水箱模型与下部结构组成一个TMD系统，根据不同的设计要求，推导出下部结构的位移传递函数模型，并进行优化设计。利用MATLAB软件拟合出结构的最优化设计公式。该水箱位于屏蔽厂房8上。
【主权项】
1.一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，屏蔽厂房上端设置有水箱结构，其特征在于:所述水箱结构的水箱壁上设置有预埋件，所述预埋件上安装有铰接座，铰接座上铰接安装有多孔板，多孔板的两侧与水箱壁之间对称设置有阻尼器和弹簧元件，所述多孔板位于水箱内。2.根据权利要求1所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述多孔板上均匀分布有单向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均匀设置有纤维。3.根据权利要求1或2所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱内壁上设置有预埋件。4.根据权利要求1或2所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述水箱壁上设置有预埋件是指水箱外壁上设置有预埋件。5.根据权利要求1或2所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述水箱壁上设置有预埋件设置水箱内壁与水箱外壁上均设置有预埋件。6.根据权利要求5所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件面对面相对设置。7.根据权利要求5所述的一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，其特征在于:所述水箱内壁和水箱外壁均设置有预埋件时，水箱内壁的预埋件与水箱外壁的预埋件交错设置。
【专利摘要】本实用新型提供一种应用于核电站屏蔽厂房的摇摆多孔隔板吸能减振水箱结构，所述水箱壁上设置有预埋件，所述预埋件上安装有铰接座，铰接座上铰接安装有多孔板，多孔板的两侧与水箱壁之间对称设置有阻尼器和弹簧元件，所述多孔板位于水箱内。本实用新型与现有的技术方案相比具有造价低廉，安装简单，减振性能稳定，不改变水箱结构的现有设计等优点，在安装改造上具有极大的优势。
【IPC分类】E04B1/98
【公开号】CN205348443
【申请号】CN201620006808
【发明人】侯钢领, 曹冲, 杨波, 滕飞
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月5日