CN105544765B - 一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座 - Google Patents

一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于高耸结构、高塔结构或超高层结构的主、被动质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其是由包括基层框总成、下层框总成、中层框总成、上层框总成及挡板总成在内的多层总成单元的系统集成，兼具支撑上部调谐质量控制系统的重量并均匀传递重量于下部结构、调整系统运动过程水平、满足上部调谐质量控制系统横向和纵向两个方向自由滑动及运动协调的要求，具有多级安全保护装置的集成化双向滑轨支撑支座，通过调整导轨、滑动位移、阻尼油缸等性能指标，以达到最优的质量调谐控制效果，减小建筑结构在飓风、地震等极端恶劣条件下的振动，可满足不同功能和环境、不同质量单元和控制效果的需要。

Description

一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座
技术领域
本发明涉及减震控制装置技术领域，具体涉及一种适用于高耸结构、高塔结构或超高层结构的主、被动质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座。
背景技术
在过去的几十年中，结构振动控制的理论和应用研究主要分为三个领域：基础隔震、被动耗能减振以及主动、半主动和智能控制。在这些领域中，各国学者取得了许多令人瞩目的成果。目前高耸结构和桥梁采用的主要控制方式有：调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)、主动质量阻尼器(AMD)、主动调谐质量阻尼器(HMD)、主动斜撑(ABS)、主动锚索(ATS)、主动变刚度系统(AVS)、主动变阻尼系统(AVD)等，同时也引进新型材料，研发新的阻尼器，如磁流变(MR)阻尼器、记忆合金(SMA)阻尼器等。这些减振控制技术已在世界各地得到了应用。TMD系统一般由质量块、刚度元件和阻尼元件构成。TMD系统的质量块的质量一般为结构第一模态质量的0.25％～1％，可以采用钢、铅、混凝土、建筑结构上的制冷系统或结构构件制作，TMD系统的质量块可以采用多段摆、倒摆、液压支撑系统、叠层橡胶垫等悬挂或支撑；TMD系统的阻尼元件可以采用油阻尼器、粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。本发明旨在提供一种质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，更好的集成TMD系统的支撑作用，质量块双向自由滑动，周期调谐，多级安全限位锁死功能于一体的支座系统，为质量调谐控制技术的应用提供一种功能强大的支撑装置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中高耸结构、高塔结构或者超高层结构采用调谐质量控制系统时的支撑装置问题，提供一种具有支撑作用、质量块双向自由滑动、周期调谐、多级安全限位锁死功能于一体的支撑支座系统，以达到最优的质量调谐控制效果，减小建筑结构在飓风、地震等极端恶劣条件下振动。
本发明通过以下技术方案实现该目的：
一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，包括：
基层框总成，用于与结构楼层梁连接、承载以下其它各总成及安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统的重量；
下层框总成，其底部与基层框总成固定连接，其顶部设置有若干组用于支撑中层框总成的横向直线导轨组件；
中层框总成，其底部与所述横向直线导轨组件滑动连接，其顶部设置有若干组用于支撑上层框总成的纵向直线导轨组件，横向直线导轨组件与纵向直线导轨组件的导轨延伸方向相互垂直；
上层框总成，其底部与所述纵向直线导轨组件滑动连接，用于支撑安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统；
挡板总成，固定于基层框总成上，且围设在下层框总成、中层框总成及上层框总成的外周。
其中，所述基层框总成包括基层梁框架，所述基层梁框架上固定设置有钢垫板，所述钢垫板上间隔设置有若干用于调节该支撑支座的水平的微调系统，所述微调系统的顶部设置有垫块梁。
其中，所述微调系统包括一底座，所述底座内设置有相对设置的上楔台和下楔台，所述上楔台的下斜面与下楔台的上斜面相互滑动抵接设置，所述底座上还设置有微调螺杆，所述微调螺杆伸入该底座内部并与下楔台螺纹连接，在微调螺杆的作用下，所述下楔台可在底座内部水平移动。
作为优选的，所述微调系统的调节范围为0～15mm。
其中，所述下层框总成包括与垫块梁固定连接的下层梁框架，所述下层梁框架上平行设置有若干横向直线导轨组件，所述横向直线导轨组件包括一横向直线导轨，所述横向直线导轨上设置有不少于两个滑动垫块，同一个横向直线导轨上的最外侧的两个滑动垫块上分别设置有撞钩，所述横向直线导轨的两端分别设置有与所述撞钩配合锁定的锁死机构。
其中，所述中层框总成包括与横向直线导轨上的滑动垫块固定连接的中层梁框架，所述中层梁框架的上部平行设置有若干纵向直线导轨组件，所述纵向直线导轨组件包括一纵向直线导轨，所述纵向直线导轨上设置有不少于两个滑动垫块，同一个纵向直线导轨上的最外侧的两个滑动垫块上分别设置有撞钩，所述纵向直线导轨的两端分别设置有与所述撞钩配合锁定的锁死机构；所述中层梁框架的下部还设置有若干风振机构和阻尼油缸。
其中，在组合安装状态下，所述纵向直线导轨与横向直线导轨垂直，所述风振机构和阻尼油缸与横向直线导轨平行，所述阻尼机构的两端分别设置有软碰撞机构。
其中，所述风振机构和阻尼油缸置于相邻两个横向直线导轨之间的空间内。
其中，所述上层框总成包括与纵向直线导轨上的滑动垫块固定连接的上层梁框架，所述上层梁框架上平行设置有若干用于缓冲系统冲击力的阻尼油缸。
其中，所述挡板总成包括若干间隔固定于基层梁框架上的挡板底座和挡块，所述挡板底座的上部设置有挡板。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其是由包括基层框总成、下层框总成、中层框总成、上层框总成及挡板总成在内的多层总成单元的系统集成，兼具支撑上部调谐质量控制系统的重量并均匀传递重量于下部结构、调整系统运动过程水平、满足上部调谐质量控制系统横向和纵向两个方向自由滑动及运动协调的要求，具有多级安全保护装置的集成化双向滑轨支撑支座，通过调整导轨、滑动位移、阻尼油缸等性能指标，以达到最优的质量调谐控制效果，减小建筑结构在飓风、地震等极端恶劣条件下的振动，可满足不同功能和环境、不同质量单元和控制效果的需要。
附图说明
图1为本发明的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座的结构示意图。
图2为本发明的基层框总成的结构示意图。
图3为本发明的微调系统的结构示意图。
图4为本发明的微调系统的剖面结构示意图。
图5为本发明的下层框总成的结构示意图。
图6为本发明的中层框总成的结构示意图。
图7为本发明的上层框总成的结构示意图。
图8为本发明的挡板总成的安装结构示意图。
图中：1-基层框总成，2-下层框总成，3-中层框总成，4-上层框总成，5-挡板总成，6-基层梁框架，7-钢垫板，8-微调系统，9-垫块梁，10-底座，11-上楔台，12-下楔台，13-微调螺杆，14-下层梁框架，15-横向直线导轨，16-滑动垫块，17-撞钩，18-锁死机构，19-中层梁框架，20-纵向直线导轨，21-风振机构，22-阻尼油缸，23-软碰撞机构，24-上层梁框架，25-挡板底座，26-挡块，27-挡板。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例的一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，包括：
基层框总成1，用于与结构楼层梁连接、承载以下其它各总成及安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统的重量；
下层框总成2，其底部与基层框总成1固定连接，其顶部设置有若干组用于支撑中层框总成3的横向直线导轨15组件；
中层框总成3，其底部与所述横向直线导轨15组件滑动连接，其顶部设置有若干组用于支撑上层框总成4的纵向直线导轨20组件，横向直线导轨15组件与纵向直线导轨20组件的导轨延伸方向相互垂直；
上层框总成4，其底部与所述纵向直线导轨20组件滑动连接，用于支撑安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统；
挡板总成5，固定于基层框总成1上，且围设在下层框总成2、中层框总成3及上层框总成4的外周。
本发明的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其是由包括基层框总成1、下层框总成2、中层框总成3、上层框总成4及挡板总成5在内的多层总成单元的系统集成，兼具支撑上部调谐质量控制系统的重量并均匀传递重量于下部结构、调整系统运动过程水平、满足上部调谐质量控制系统横向和纵向两个方向自由滑动及运动协调的要求，可以有效的限定质量单元的双向运动轨迹，更有效的起到控制效果；具有多级安全保护装置的集成化双向滑轨支撑支座，并且在结构振动控制过程中，质量单元在双向滑轨上运动以达到调谐控制效果，并由安全保护系统限制质量块的位移，实现质量块的“软碰撞”耗能，锁死装置保证质量块极端恶略条件的最大位移，微调系统8调节整个支撑支座体系的水平度；通过调整导轨、滑动位移、阻尼油缸22等性能指标，以达到最优的质量调谐控制效果，减小建筑结构在飓风、地震等极端恶劣条件下的振动，可满足不同功能和环境、不同质量单元和控制效果的需要。
如图2所示，所述基层框总成1包括基层梁框架6，所述基层梁框架6上固定设置有钢垫板7，所述钢垫板7上间隔设置有若干用于调节该支撑支座的水平的微调系统8，所述微调系统8的顶部设置有垫块梁9。该部分主要起着与结构楼层梁连接固定，承受其它各层总成及以上其它系统重力的作用；所述微调系统8设置于钢垫板7和垫块梁9之间，可通过该微调系统8来调节不同垫块梁9的高度，以达到调节整个系统的水平度的目的。
如图3-4所示，所述微调系统8包括一底座10，所述底座10内设置有相对设置的上楔台11和下楔台12，所述上楔台11的下斜面与下楔台12的上斜面相互滑动抵接设置，所述底座10上还设置有微调螺杆13，所述微调螺杆13伸入该底座10内部并与下楔台12螺纹连接，在微调螺杆13的作用下，所述下楔台12可在底座10内部水平移动，进而推动上楔台11在竖直方向发生位移，对设置于其上的垫块梁9的高度进行调整。作为优选的，所述微调系统8的调节范围为0～15mm。
如图5所示，所述下层框总成2包括与垫块梁9固定连接的下层梁框架14，所述下层梁框架14上平行设置有若干横向直线导轨15组件，所述横向直线导轨15组件包括横向直线导轨15，所述横向直线导轨15上设置有不少于两个滑动垫块16，各滑动垫块16之间的相对位置不变，同一个横向直线导轨15上的最外侧的两个滑动垫块16上分别设置有撞钩17，所述横向直线导轨15的两端分别设置有与所述撞钩17配合锁定的锁死机构18，其可以与撞钩17配合用于在发生飓风或地震等恶劣环境情况下锁定整个系统。作为优选的，横向直线导轨15组件包括三个，组合使用状态下，设置于滑动垫块16上的中层框总成3可沿横向直线导轨15发生水平位移，当水平位移过大时，所述撞钩17撞入锁死结构中并被锁死固定，则在该方向的系统运动停止，从而有效的防止质量单元的位移过大，发生不必要的装置损坏。
如图6所示，所述中层框总成3包括与横向直线导轨15上的滑动垫块16固定连接的中层梁框架19，所述中层梁框架19的上部平行设置有若干纵向直线导轨20组件，所述纵向直线导轨20组件包括纵向直线导轨20，所述纵向直线导轨20上设置有不少于两个滑动垫块16，同一个纵向直线导轨20上的最外侧的两个滑动垫块16上分别设置有撞钩17，所述纵向直线导轨20的两端分别设置有与所述撞钩17配合锁定的锁死机构18，作为优选的，纵向直线导轨20组件包括两个，组合使用状态下，设置于滑动垫块16上的上层框总成4可沿纵向直线导轨20发生水平位移，当水平位移过大时，所述撞钩17撞入锁死结构中并被锁死固定，则在该方向的系统运动停止，从而有效的防止质量单元的位移过大，发生不必要的装置损坏；
所述中层梁框架19的下部还设置有若干风振机构21和阻尼油缸22，所述风振机构21可用于增强结构强轴刚度，减少晃动以及附加刚度以调节调谐质量阻尼器在强轴方向的周期与结构强轴周期匹配；所述阻尼油缸22可用于在飓风或地震等恶劣环境中缓冲系统冲击力。
其中，在组合安装状态下，所述纵向直线导轨20与横向直线导轨15垂直，所述风振机构21和阻尼油缸22与横向直线导轨15平行，所述阻尼机构的两端分别设置有软碰撞机构23，防止锁死机构18发生作用前阻尼油缸22与挡板机构的硬碰撞，对阻尼油缸22造成损坏。
其中，所述风振机构21和阻尼油缸22置于相邻两个横向直线导轨15之间的空间内，空间布局合理，结构紧凑，实用性强。
如图7所示，所述上层框总成4包括与纵向直线导轨20上的滑动垫块16固定连接的上层梁框架24，所述上层梁框架24上平行设置有若干用于缓冲系统冲击力的阻尼油缸22，阻尼油缸22用于在飓风或地震等恶劣环境碰撞挡板，缓冲系统冲击力，限制调谐质量块的位移。在上层框总成4上可安装一个大型球型支座，球型支座多个一组连接于质量单元下面，支撑质量块重量，摆动的角度可以使载荷均匀分布到每个双向滑轨支撑支座系统。
如图8所示，所述挡板总成5包括若干间隔固定于基层梁框架6上的挡板底座25和挡块26，所述挡板底座25的上部设置有挡板27，该挡板总成5固定于基层梁框架6上，并围护于上层各总成周围，用于外围的防护以及承受阻尼油缸22冲击力以及控制阻尼油缸22行程。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，包括：
基层框总成，用于与结构楼层梁连接、承载以下其它各总成及安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统的重量；
下层框总成，其底部与基层框总成固定连接，其顶部设置有若干组用于支撑中层框总成的横向直线导轨组件；
中层框总成，其底部与所述横向直线导轨组件滑动连接，其顶部设置有若干组用于支撑上层框总成的纵向直线导轨组件，横向直线导轨组件与纵向直线导轨组件的导轨延伸方向相互垂直；
上层框总成，其底部与所述纵向直线导轨组件滑动连接，用于支撑安装于该支撑支座上部的调谐质量控制系统；
挡板总成，固定于基层框总成上，且围设在下层框总成、中层框总成及上层框总成的外周；
所述下层框总成包括与垫块梁固定连接的下层梁框架，所述下层梁框架上平行设置有若干横向直线导轨组件，所述横向直线导轨组件包括横向直线导轨，所述横向直线导轨上设置有不少于两个滑动垫块，同一个横向直线导轨上的最外侧的两个滑动垫块上分别设置有撞钩，所述横向直线导轨的两端分别设置有与所述撞钩配合锁定的锁死机构；
所述基层框总成包括基层梁框架，所述基层梁框架上固定设置有钢垫板，所述钢垫板上间隔设置有若干用于调节该支撑支座的水平的微调系统，所述微调系统的顶部设置有垫块梁；
所述微调系统包括一底座，所述底座内设置有相对设置的上楔台和下楔台，所述上楔台的下斜面与下楔台的上斜面相互滑动抵接设置，所述底座上还设置有微调螺杆，所述微调螺杆伸入该底座内部并与下楔台螺纹连接，在微调螺杆的作用下，所述下楔台可在底座内部水平移动。
2.根据权利要求1所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，所述微调系统的调节范围为0～15mm。
3.根据权利要求1所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，所述中层框总成包括与横向直线导轨上的滑动垫块固定连接的中层梁框架，所述中层梁框架的上部平行设置有若干纵向直线导轨组件，所述纵向直线导轨组件包括纵向直线导轨，所述纵向直线导轨上设置有不少于两个滑动垫块，同一个纵向直线导轨上的最外侧的两个滑动垫块上分别设置有撞钩，所述纵向直线导轨的两端分别设置有与所述撞钩配合锁定的锁死机构；所述中层梁框架的下部还设置有若干风振机构和阻尼油缸。
4.根据权利要求3所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，在组合安装状态下，所述纵向直线导轨与横向直线导轨垂直，所述风振机构和阻尼油缸与横向直线导轨平行，所述阻尼油缸的两端分别设置有软碰撞机构。
5.根据权利要求4所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，所述风振机构和阻尼油缸置于相邻两个横向直线导轨之间的空间内。
6.根据权利要求3所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，所述上层框总成包括与纵向直线导轨上的滑动垫块固定连接的上层梁框架，所述上层梁框架上平行设置有若干用于缓冲系统冲击力的阻尼油缸。
7.根据权利要求1所述的适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座，其特征在于，所述挡板总成包括若干间隔固定于基层梁框架上的挡板底座和挡块，所述挡板底座的上部设置有挡板。
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