CN104695578A - 一种自复位磁流变多维减隔震装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自复位磁流变多维减隔震装置，具备自复位功能和多维减震能力。本发明包括底座和磁流变阻尼器，底座边缘上方设有球铰支座，球铰支座和球铰盖板通过螺栓相连，磁流变阻尼器的一端设置在球铰盖板和球铰支座之间，磁流变阻尼器的另一端设置在球铰盖板和球铰连接件之间，球铰盖板和球铰连接件亦通过螺栓相连，球铰连接件套在复位柱外，球铰连接件顶部通过螺栓与顶板相连，顶板设置在复位柱上方。本发明能够实现水平双向减震，在隔离外部激励的同时也能耗散振动能量，保护隔震装置在大的外部激励下不被拉坏，并在外部激励减小或消失后自动复位。且本发明的构造简单、耗能能力强、能耗低、可靠性高、阻尼力连续可调。
Description
技术领域
本发明涉及一种减隔震装置，具体涉及一种利用磁流变阻尼器进行多维减隔震的自复位装置。
背景技术
地震时土木建筑结构的倒塌与破坏是导致人员伤亡的主要原因，减隔震技术是一种提高结构抗震性能的有效手段，即通过设置在结构底部的减隔震装置消耗或隔离输入结构的地震能量，从而达到减小结构地震响应的目的。
目前土木结构抗震常用的减隔震装置主要有橡胶隔震垫、铅芯橡胶隔震垫、滑移隔震装置和粘弹性隔减振装置等，但粘弹性材料和橡胶材料的竖向刚度小、阻尼力不可调、水平荷载作用下稳定性差、温度敏感性强、耐久性差，且对低频土木结构的耗能减振效果不突出。
磁流变阻尼器具有很好的可调性和耗能减震性能，且对高、中、低频结构均具有很好的减振效果，但现有的磁流变阻尼器尚不具备多维减震能力，同时也不具备自动复位功能。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种自复位磁流变多维减隔震装置，能够利用磁流变阻尼器进行减隔震，具备自复位功能和多维减震能力。
本发明的技术方案是这样实现的：一种自复位磁流变多维减隔震装置，包括底座和磁流变阻尼器，底座边缘上方设有球铰支座，球铰支座和球铰盖板通过螺栓相连，磁流变阻尼器的一端设置在球铰盖板和球铰支座之间，磁流变阻尼器的另一端设置在球铰盖板和球铰连接件之间，球铰盖板和球铰连接件也通过螺栓相连，球铰连接件套在复位柱外，球铰连接件顶部通过螺栓与顶板相连，顶板设置在复位柱上方。
所述底座为圆形底座，底座上方设有凹槽，凹槽为圆弧形，且表面光滑。
所述底座上边缘均匀布置四个球铰支座。
复位柱与顶板是一体式结构。
本发明能够实现水平双向减震，在隔离外部激励的同时也能耗散振动能量，保护隔震装置在大的外部激励下不被拉坏，并在外部激励减小或消失后自动复位。且本申请的构造简单、耗能能力强、能耗低、可靠性高、阻尼力连续可调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为本发明的立面图。
图2 为本发明的A-A剖面结构示意图。
图3 为本发明的B-B剖面结构示意图。
其中：1. 底座，2. 复位柱，3. 磁流变阻尼器，4. 球铰连接件，5. 球铰支座，6. 球铰盖板，7. 螺栓，8. 顶板，9. 凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1~3所示，一种自复位磁流变多维减隔震装置，包括底座1和磁流变阻尼器3，底座1边缘上方设有球铰支座5，球铰支座5和球铰盖板6通过螺栓7相连，磁流变阻尼器3的一端设置在球铰盖板6和球铰支座5之间，磁流变阻尼器3的另一端设置在球铰盖板6和球铰连接件4之间，球铰盖板6和球铰连接件4亦通过螺栓7相连，球铰连接件4套在复位柱2外，球铰连接件4顶部通过螺栓与顶板8相连，顶板8设置在复位柱2上方。所述底座1上边缘均布有四个球铰支座5。
本申请中的工作原理是：首先将自复位磁流变多维减隔震装置的底座1与下部结构或基础固结，将顶板8与上部结构固结，且安装时将复位柱2位于对准圆弧形凹槽9的中心。在多维地震荷载激励下，底座1与顶板8可沿水平任意方向产生相对位移，并带动复位柱2在凹槽9内滑动，由于磁流变阻尼器3的两端均采用球铰方式连接，因而磁流变阻尼器3的活塞杆能够沿轴向自由伸缩变形；由于磁流变阻尼器3阻尼力的大小可通过电流调节，当阻尼力很小时，磁流变阻尼器3刚度很小，因而该装置能够通过复位柱2在凹槽9内滑动来隔离下部多维振动能量向上部结构传输，当阻尼力较大时，该装置能够通过磁流变阻尼器3活塞杆的往复变形来耗散传到结构的多维振动能量。由于设置了光滑的圆弧形凹槽9，在外部激励减小或消失后，磁流变阻尼器3无需施加电流，此时磁流变阻尼器3的阻尼力几乎为零，在结构庞大的自重荷载作用下，复位柱2将自动恢复到圆弧形凹槽9的中心。由此可以看出，该自复位磁流变多维减隔震装置不仅具有多维减震能力，而且具有隔震能力；不仅具有减隔震功能，而且具有自复位功能；并且阻尼力能根据振动能量的大小进行自我调节。
所述底座1为圆形底座，底座1上方设有凹槽9，凹槽9为圆弧形，且表面光滑。凹槽9与复位柱2的接触部位为光滑圆弧形滑动面，在结构自重作用下比较有利于复位柱2的复位。
优选的，复位柱2与顶板8是一体式结构，这样其强度更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种自复位磁流变多维减隔震装置，包括底座（1）和磁流变阻尼器（3），其特征在于：底座（1）边缘上方设有球铰支座（5），球铰支座（5）和球铰盖板（6）通过螺栓（7）相连，磁流变阻尼器（3）的一端设置在球铰盖板（6）和球铰支座（5）之间，磁流变阻尼器（3）的另一端设置在球铰盖板（6）和球铰连接件（4）之间，球铰盖板（6）和球铰连接件（4）亦通过螺栓（7）相连，球铰连接件（4）套在复位柱（2）外，球铰连接件（4）顶部通过螺栓与顶板（8）相连，顶板（8）设置在复位柱（2）上方。
2. 根据权利要求1所述的自复位磁流变多维减隔震装置，其特征在于：所述底座（1）为圆形底座，底座（1）设有凹槽（9），凹槽（9）为圆弧形，且表面光滑。
3. 根据权利要求2所述的自复位磁流变多维减隔震装置，其特征在于：所述底座（1）上边缘均匀布置四个球铰支座（5）。
4. 根据权利要求3所述的自复位磁流变多维减隔震装置，其特征在于：复位柱（2）与顶板（8）是一体式结构。
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