质量调谐阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于土木工程结构消能减震技术领域，具体涉及一种控制建筑物振动，减小结构在风荷载和地震荷载作用下结构响应的质量调谐阻尼器。
【背景技术】
[0002]对于高层高耸和大跨度结构，风荷载和地震荷载作用下的结构侧向变形控制问题得到广泛的关注和重视。经过大量实践证实，质量调谐阻尼器是一种非常有效的减振控制装置，将其安装于结构合适的位置，并经过产品静刚度、质量块及阻尼参数的合理设定，可以极大地减小结构的侧向振动位移幅值，并相应地减小结构竖向构件承受的水平剪力。
[0003]一般典型质量调谐阻尼器，采用弹簧作为阻尼器刚度组件，采用支撑式粘滞阻尼器作为耗能组件，结构相对复杂，安装精度要求高。特别是粘滞阻尼器的制造，精度要求较高。除此之外，一般结构的竖向减震质量调谐阻尼器和水平减震质量调谐阻尼器通常分别是两个独立的阻尼器，这样的做法，总造价较大，设计麻烦，且安装复杂。
[0004]因此，生产一种结构简单，操作方便，工作和运行效率高，牢固耐用，减震耗能效果好，加工安装简单，配件简单可靠，适应性强，使用寿命长的质量调谐阻尼器，具有广阔的市场前景。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、操作方便、工作和运行效率高、牢固耐用、减震耗能效果好、加工安装简单、配件简单可靠、适应性强，使用寿命长的质量调谐阻尼器。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:一种质量调谐阻尼器，包括钢筒、固定安装在钢筒上的顶板、填充在钢筒内部的耗能液体，所述的顶板底部的钢筒内顶部节点块，顶部节点块底部固定安装有水平弹性悬臂杆，水平弹性悬臂杆的两端均至少设置有一个竖向间隙钢板组件，在顶部节点块的下方固定安装有竖向弹性悬臂杆，竖向弹性悬臂杆的下方固定安装有水平间隙钢板组件。
[0007]所述的竖向间隙钢板组件包括至少两层垂直设置的竖向钢板，水平弹性悬臂杆的端部的高度与竖向钢板的高度相等，相邻的两块竖向钢板之间设置有固定的间隙。
[0008]所述的水平间隙钢板组件包括至少两层横向设置的水平钢板，最顶部的水平钢板与竖向弹性悬臂杆的底部固定连接，相邻的两块水平钢板之间设置有固定的间隙。
[0009]所述的钢筒截面的形状为矩形、方形或或圆形，顶部节点块和竖向弹性悬臂杆均安装在钢筒的中心位置，并且，顶部节点块和竖向弹性悬臂杆中心在同一条直线上。
[0010]所述的钢筒和顶板的外壁之间设置有加强肋板。
[0011]本发明具有如下的积极效果:首先，本发明结构简单，操作方便，在使用时，以水平弹性悬臂杆和竖向弹性悬臂杆作为相应减震方向刚度或频率发生构件，以带间隙的竖向钢板作为质量构件，以密实充填于钢筒内的粘性耗能液体与带间隙的水平钢板的剪切粘滞力发生机制为耗能机制，形成了一套三向减震质量调谐阻尼器；目前，质量调谐阻尼器在土木工程技术发达的国家已得到普遍的应用，本发明专利技术具有加工安装简单，配件简单可靠，适应性强的特点，具有较广阔的适用前景，不但具有基频可调，质量可调，阻尼效果稳定等优点，比一般质量调谐阻尼器具有更广泛的适用性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]图2为本发明的俯视结构示意图。
[0014]图3为本发明的内部结构示意图之一。
[0015]图4为本发明的内部结构示意图之二。
【具体实施方式】
[0016]如图1、2、3、4所示，一种质量调谐阻尼器，包括钢筒1、固定安装在钢筒I上的顶板
2、填充在钢筒I内部的耗能液体9，所述的顶板2底部的钢筒I内顶部节点块4，顶部节点块4底部固定安装有水平弹性悬臂杆5，水平弹性悬臂杆5的两端均至少设置有一个竖向间隙钢板组件，在顶部节点块4的下方固定安装有竖向弹性悬臂杆7，竖向弹性悬臂杆7的下方固定安装有水平间隙钢板组件。
[0017]所述的竖向间隙钢板组件包括至少两层垂直设置的竖向钢板6，水平弹性悬臂杆5的端部的高度与竖向钢板6的高度相等，相邻的两块竖向钢板6之间设置有固定的间隙。所述的水平间隙钢板组件包括至少两层横向设置的水平钢板8，最顶部的水平钢板8与竖向弹性悬臂杆7的底部固定连接，相邻的两块水平钢板6之间设置有固定的间隙。所述的钢筒I截面的形状为矩形、方形或或圆形，顶部节点块4和竖向弹性悬臂杆7均安装在钢筒I的中心位置，并且，顶部节点块4和竖向弹性悬臂杆7中心在同一条直线上。所述的钢筒I和顶板2的外壁之间设置有加强肋板3。
[0018]本产品在使用时，其中，安装于顶部节点块4下部的水平弹性悬臂杆5，连同其末端带间隙的竖向钢板6，沉浸在耗能液体中，主要对阻尼器安装位置附加的结构起竖向减震抗风作用。安装于顶部节点块4下方的竖向弹性悬臂杆7，连同其末端带间隙的水平钢板8，沉浸在耗能液体中，主要对结构起水平向减震抗风作用。
[0019]在设计生产中，竖向间隙钢板组件可为多个，根据实际情况定。竖向间隙钢板组件的总质量根据目标减震结构(一般是整个结构的局部结构构件)的具体情况取用(约为后者1-3%)ο水平弹性悬臂杆5的尺寸，则由根据减震结构(一般是整个结构的局部结构构件)的刚度需求定，一般情况下，末端连接了带竖向钢板6的水平弹性悬臂杆5基阶竖向自振频率宜等于或接近该结构相应竖向方向基阶自振频率，而频率与刚度及钢板组件质量间存在函数关系，质量已知情况下，即可确定需要刚度，而刚度又和悬伸杆件各尺寸间存在函数关系，因此可以确定该悬伸杆件尺寸。此处，要求水平悬伸杆件宽度应较大，以保证其水平刚度和水平振动频率极高，从而不与竖向悬伸杆件运动机制发生干涉。
[0020]水平间隙钢板组件沉浸在耗能液体中，当发生顺间隙方向振动时，各片水平钢板8表面与耗能液体间存在速度差，从而产生粘滞剪切力和一定幅值的剪切位移，从而产生剪切能量，该剪切能力会转化为耗能液体的内能并耗散开来，从而发挥出耗能效应。水平间隙钢板组件的总质量根据目标减震结构的具体情况取用(约为后者1_3%)，竖向弹性悬臂杆7的尺寸，则由根据减震结构在两个水平方向刚度需求定，一般情况下，末端连接了水平间隙钢板组件的竖向弹性悬臂杆7两个方向的水平自振基阶频率宜分别等于或接近该结构相应两个水平方向基阶自振频率，而频率与刚度及钢板组件质量间存在函数关系，在质量已基本确定情况下，即可确定需要的两方向的刚度，而刚度又和悬伸杆件各尺寸间存在函数关系，因此可以确定该悬伸杆件尺寸。此处，竖向弹性悬臂杆7上端与顶部节点块4间的连接方式，可为刚接，也可为铰接，具体形式根据刚度需求确定。
[0021]本发明可以三向减震，且可以根据实际需要，随时删减部分构件或仅取用部分构件，达到取用部分功能的目的。构造简单，用弹性悬伸杆替代了弹簧，造价降低。耗能组件，采用带间隙叠层钢板与耗能液体组合的方式，相比于支撑式粘滞阻尼器，结构大幅度简化，制造简单，造价降低，且始终无耗能液体泄漏问题。封装性好，易于安装，外观简洁。
【主权项】
1.一种质量调谐阻尼器，包括钢筒(I )、固定安装在钢筒(I)上的顶板(2)、填充在钢筒(O内部的耗能液体(9)，其特征在于:所述的顶板(2)底部的钢筒(I)内顶部节点块(4)，顶部节点块(4)底部固定安装有水平弹性悬臂杆(5)，水平弹性悬臂杆(5)的两端均至少设置有一个竖向间隙钢板组件，在顶部节点块(4)的下方固定安装有竖向弹性悬臂杆(7)，竖向弹性悬臂杆(7)的下方固定安装有水平间隙钢板组件。
2.根据权利要求1所述的质量调谐阻尼器，其特征在于:所述的竖向间隙钢板组件包括至少两层垂直设置的竖向钢板(6)，水平弹性悬臂杆(5)的端部的高度与竖向钢板(6)的高度相等，相邻的两块竖向钢板(6 )之间设置有固定的间隙。
3.根据权利要求1所述的质量调谐阻尼器，其特征在于:所述的水平间隙钢板组件包括至少两层横向设置的水平钢板(8)，最顶部的水平钢板(8)与竖向弹性悬臂杆(7)的底部固定连接，相邻的两块水平钢板(6 )之间设置有固定的间隙。
4.根据权利要求1所述的质量调谐阻尼器，其特征在于:所述的钢筒(I)截面的形状为矩形、方形或或圆形，顶部节点块(4)和竖向弹性悬臂杆(7)均安装在钢筒(I)的中心位置，并且，顶部节点块(4)和竖向弹性悬臂杆(7)中心在同一条直线上。
5.根据权利要求1所述的质量调谐阻尼器，其特征在于:所述的钢筒(I)和顶板(2)的外壁之间设置有加强肋板(3)。
【专利摘要】本发明涉及一种质量调谐阻尼器，顶板底部的钢筒内顶部节点块，顶部节点块底部固定安装有水平弹性悬臂杆，水平弹性悬臂杆的两端均至少设置有一个竖向间隙钢板组件，在顶部节点块的下方固定安装有竖向弹性悬臂杆，竖向弹性悬臂杆的下方固定安装有水平间隙钢板组件；以水平弹性悬臂杆和竖向弹性悬臂杆作为相应减震方向刚度或频率发生构件，以带间隙的竖向钢板作为质量构件，以密实充填于钢筒内的粘性耗能液体与带间隙的水平钢板的剪切粘滞力发生机制为耗能机制，形成了一套三向减震质量调谐阻尼器，比一般质量调谐阻尼器具有更广泛的适用性。
【IPC分类】E04B1-98
【公开号】CN104652647
【申请号】CN201510120148
【发明人】周海涛, 郝晓, 黄伟, 符明娟, 李国范
【申请人】河南城建学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月19日