由设备管线构成的楼盖竖向减振系统的制作方法

1.本发明属于建筑工程领域，具体地，涉及一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统。


背景技术：

2.建筑领域内，随着社会经济发展，建筑功能及立面形式的日益丰富，各种大跨度室内空间、大悬挑建筑体块、人行天桥或是高空连接体在各类建筑设计中广泛出现。此类建筑子系统都有一个共同的特点，就是其内部所含楼盖受整体结构刚度或本身刚度限制，在人行、跳动等竖向动力荷载作用下，容易出现竖向振动明显的问题，给使用者造成不安全的感觉。在常规设计处理上，除了尽可能加大上述建筑子系统的竖向结构刚度，往往还需要额外采用专门的调谐质量阻尼(tmd)装置进行减振控制。调谐质量阻尼(tmd)装置是一种由弹簧、质量块和阻尼器件构成的专用装置，一般由厂家生产定型产品，安装在振动相关的楼盖区域，通过装置中弹簧和阻尼的连接使得其中的质量块产生与振动激励反向的作用力，从而减小楼盖振动效应。工程应用中，根据楼盖整体的减振分析设计，在振动明显的楼盖区域底部悬挂上多组不同频率、阻尼的调谐质量阻尼(tmd)装置，这些tmd装置中质量块的总重大约需要达到相关楼盖区域结构自重的2％-5％才能发挥较好的减振作用。这对于大跨的楼盖、天桥、高空连廊或者悬挑楼盖来说，都是一个相当可观的重量值，为此，往往需要布置较多数量的tmd装置。数量众多的tmd装置集中布置，一方面使得工程造价增加明显，另一方面也会占用较多楼盖下部空间，经常与楼盖下方的设备管线发生冲突，影响楼层吊顶净高或者建筑立面效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述楼盖振动控制问题，提供一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统，它具有减少或取消额外tmd装置、降低工程造价、提升楼盖下部空间利用率等特点。
4.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统，其特征是在振动敏感的楼盖结构区域，组织利用建筑本身就需要布置的设备管线作为质量源，结合采用弹性连接以及阻尼设置方式，构建一整套调谐质量阻尼系统。
5.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，所述弹性连接、阻尼设置方式包括弹簧支架、固定支架以及软管段。
6.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，所述阻尼设置以较大阻尼值为优选原则；弹簧支架在设备管线固定位具有设备管线足够的变形空间。
7.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，设备管线以硬质金属管道或/和重量较大的管道为主线，在振动敏感的楼盖结构区域沿管道走向间隔布置若干弹簧支架。
8.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，在管道延伸到振动敏感楼盖区域边界部位，在敏感区外侧近点设置固定支架。
9.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，所述固定支架与敏感区内相邻弹簧支架之间的管道中设置第一软管段。
10.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，在振动敏感区内的相邻弹簧支架之间管道中，设置第二软管段。
11.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，弹性连接、阻尼设置方式中的结构件与楼盖结构固定连接。
12.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，所述弹簧支架包括竖直布置的支架吊杆，支架吊杆的上端与楼盖结构连接，支架吊杆的下端固定支架底杆，与支架底杆平行设有套装在支架吊杆上的支架顶杆，支架顶杆为设备管线固定部，支架底杆和支架顶杆之间设有弹簧。
13.前述的由设备管线构成的楼盖竖向减振系统中，作为优选，所述固定支架包括上端与楼盖结构连接的支架竖杆，支架竖杆下端连接有支架横杆，设备管线固定在支架横杆上。
14.本技术方案针对建筑工程被动控制系统调谐质量阻尼装置的应用，提出一种在具体工程结构中新的实现方案。其宗旨是在振动敏感的楼盖区域，充分利用具有足够刚度、强度、建筑本身就需要布置的设备管线作为质量源，并结合弹性连接及阻尼设置与楼盖固定连接构成一整套调谐质量阻尼系统。这种弹性连接及阻尼设置可通过各种弹性架、固定架和软管来实现，制作简单、布置灵活，且所占用空间少，综合成本低。
15.本方案中阻尼设置其材质、几何尺寸除满足管道连接需求外，也以较大阻尼值为优选原则，使得楼盖结构振幅衰减得越快。弹簧支架对设备管线也提供足够的变形空间，以保证管线及相随部件能够随震动而获得伸缩运动量。软管段的布置选择振动敏感区内的管道，可根据减振及变形需要有选择的设置，软管段采用可伸缩的金属或其它材质软管，其长度同样需满足各种弹性架、固定架之间管道的竖向和水平变形要求，并保证连接可靠。
16.进一步，根据本方案的设计思路，弹簧支架、固定支架等均根据实际管道布置来确定具体点位、高度、数量等参数，联合专用tmd装置进行组合减振，不仅保证和提升工程设计要求的tmd装置技术条件，避免辅助机构冗余，而且能获得最佳外观、空间利用率等效果。
17.本发明的有益效果是：减少或取消了额外的调谐质量阻尼装置，在降低工程造价的同时有助于节约楼盖下部空间，更好地实现建筑功能和美观；可根据楼盖振动实际控制需求，通过在支架和管道上附加额外质量及额外阻尼器件，来提升系统的减振性能，以及可联合专用tmd装置进行组合减振。
附图说明
18.图1是本发明一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统主视示意图。
19.图2是本发明一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统弹簧支架示意图。
20.图3是本发明一种设备管线构成的楼盖竖向减振系统固定支架示意图。
21.图中：1.管道，2.弹簧支架，2a.支架底杆，2b.支架吊杆，2c.支架顶杆，2d.弹簧，2e.固定管夹，3.固定支架，3a.支架横杆，3b.支架竖杆，3c.固定管卡，4.软管段，5.斜杆，6.
楼盖结构。
具体实施方式
22.下面通过实施例，并通过附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
23.本实施例一种由设备管线构成的楼盖竖向减振系统，如图1所示，在振动敏感的楼盖结构6区域，组织利用建筑本身就需要布置的设备管线作为质量源，并结合采用弹性连接以及阻尼设置方式，构建起一整套调谐质量阻尼系统。
24.弹性连接、阻尼设置方式中的结构件与楼盖结构6固定连接。具体地说，弹性连接、阻尼设置方式包括弹簧支架2、固定支架3以及软管段4等多种结构形式。其中，软管段4除提供管道变形外，还需作为本系统的阻尼来源，其材质、几何尺寸除满足管道连接需求外，以较大阻尼值为优选原则。弹簧支架2在设备管线固定部位必须具有设备管线足够的变形空间。设备管线以硬质金属管道或/和重量较大的管道1为主线布置各种支架。
25.在振动敏感的楼盖结构6区域沿管道1走向间隔布置弹簧支架2，在管道1延伸到振动敏感楼盖区域边界部位，在敏感区外侧近点布置固定支架3。固定支架3与敏感区内相邻弹簧支架2之间的管道1中设置第一软管段4a；在振动敏感区内的相邻弹簧支架2之间管道1中设置第二软管段4b。这里的软管段4均采用可伸缩的金属或其他材质软管，其长度需满足各相邻支架之间管道1的竖向和水平变形要求，并保证连接可靠。
26.对于相邻弹簧支架2之间的中间第二软管段4b可选择设置，主要作为硬质管道1的分隔和中间段阻尼装置，可依据不同区域楼盖减振设计要求调整布置，软管的材质、尺寸根据减振分析来确定。
27.弹簧支架2连接方式如图2所示，包括两支竖直且平行布置的支架吊杆2b，支架吊杆2b的上端与楼盖结构6连接固定，支架吊杆2b的下端同时固定连接到支架底杆2a，在支架底杆2a上方与支架底杆2a平行设有支架顶杆2c。支架顶杆2c上开设有与支架吊杆2b间隙配合的通孔，通过通孔把支架顶杆2c套装在支架吊杆2b上，可使支架顶杆2c沿支架吊杆2b上下滑动。在支架顶杆2c的下方作为设备管线即管道1的固定部，管道1通过固定管夹2e固定。在支架底杆2a和支架顶杆2c之间的支架吊杆2b上设有弹簧2d。必要时设置支架固定斜杆5，斜杆5的上端与楼盖结构6连接固定，斜杆5的下端连接到支架底杆2a上，用于加强侧向稳定性，满足管道1吊挂要求。
28.值得注意的是，弹簧支架2必须保证管道1与支架底杆2a之间留有足够变形空间，以保证管道1及支架顶杆2c能够随弹簧2d伸缩而上下运动。还有支架弹簧2d提供本系统所需的弹簧刚度，其刚度性能根据楼盖结构6振动控制分析来进行设计确定。
29.固定支架3安装方式如图3所示，包括两支上端与楼盖结构6连接的支架竖杆3b，支架竖杆3b下端连接有支架横杆3a，管道1采用固定管卡3c固定在支架横杆3a的上方。必要时设置支架固定斜杆5，斜杆5的上端与楼盖结构6连接固定，斜杆5的下端与支架横杆3a连接，用于加强侧向稳定性，保证管道1吊挂安全。实际安装时，沿管道1长度方向，固定支架3根据管道1布置情况需要调整确定固定高度。
30.通过上述设计应用，当建筑物发生震动时，与楼盖结构6直接相连的弹簧支架2、固定支架3以及软管段4都会起到调谐质量阻尼(tmd)装置的作用和效果，而这些装置由于都是建筑物中必备的物件，因此不仅大大减少或取消了专用、额外的调谐质量阻尼装置，对这
些设备管线等物件本身来说也是一种有效的保护措施。
31.上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，如设备管线可以是建筑物中其它具有本设计方案中物理性能的构件，如弹簧支架2采用液压弹性杆，弹性连接、阻尼设置方式也不限于实施例中的弹簧支架2和固定支架3结构，等等，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺、方法等均属于本发明的保护范围。