CN106948638A - 附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于建筑工程结构的耗能连梁装置，该装置包括左抗震连梁、右抗震连梁、连接端装置、液体惯性质量阻尼器。液体惯性质量阻尼器的上下两端与建筑结构的抗震墙连梁分别通过连接端装置连接。左、右抗震墙连梁中间，竖向设置液体惯性质量阻尼器。由抗震墙连梁单元、液体惯性质量阻尼器、以及安装连接装置组成，充分利用液体惯性质量阻尼器的具有质量放大效应的两节点质量单元吸收能量，利用阻尼器电涡流单元耗散能量。设置在液体惯性质量阻尼器和左、右抗震墙连梁的安装单元，方便本发明的安装和调整。本发明装置设置方便灵活，能够有效吸收并耗散振动能量，特别适合弯曲型变形结构，且附设阻尼器实际安装质量小，具有较好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁，属于土木工程结构耗能减震技术领域。
背景技术
抗震墙结构是一种有效的抗侧力结构体系，逐渐在现代高层或超高层建筑结构中被广泛采用。在中震或大震作用下，联肢抗震墙的耗能主要通过连梁和墙脚的塑性铰来实现，其耗能能力的大小也直接影响了抗震墙墙肢的安全。
消能减振技术，是在结构上附加消能减振装置，附加减振装置和结构本身共同承担地震和风振等作用，通过附加减振装置的耗能作用从而减小结构本身的动力响应，保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。
作为消能减震技术在抗震墙连梁中的应用，各类可更换的连梁形式逐渐被提出，其分类大致可以包括中间截面削弱的连梁、附设耗能装置的连梁以及整体可更换的连梁。其中，附设金属阻尼器的连梁由于阻尼器本身易出现平面外失稳，且对结构频率调整没有改善，耗能能力和稳定性不足。惯性质量阻尼器作为一种及速度依赖型的阻尼器，凭借其具有质量放大效应的两节点单元可以有效地吸收振动能量，并有效控制结构加速度，耗能能力强，且实际安装质量小。因此，将惯性质量阻尼器应用在耗能连梁的设计中，可以提升连梁的变形能力和吸能耗能能力，保证抗震墙体系的安全。基于此，给出了本发明技术方案。
发明内容
本发明目的在于提供一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁。
一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁，包括连接左抗震墙连梁(1)、右抗震墙连梁(2)、连接段装置(3)，其特征在于，还包括液体惯性质量阻尼器单元(4)，
所述液体惯性质量阻尼器单元(4)的上下两端与连梁(1、2)分别通过安装端装置(3)连接，竖向置于左、右抗震墙连梁(1、2)中间，竖向设置一组液体惯性质量阻尼器单元(4)。(本发明的创新点所在)
所述的液体惯性质量阻尼器单元(4)包括活塞杆(7)、活塞(5)、密封橡胶圈(8)、外筒(6)、液体马达(10)、旋转质量(15)、环形永磁体(11)、旋转质量外筒(12)、液体细管(13)、阻尼液体(14)和连接杆(9)。其中:
液体马达(10)、液体细管(13)、旋转质量(15)组成了具有质量放大效应的两节点质量单元，用于吸收能量。
环形永磁体(11)和旋转质量外筒(12)组成电涡流阻尼单元用于耗散能量。在地震作用下，左抗震连梁(1)和右抗震连梁(2)发生竖向错动，竖向运动将带动活塞杆(7)进行轴向运动。活塞杆(7)与带动活塞(5)刚性连接，并通过密封橡胶圈(8)约束在外筒(12)内。外筒(12)内部充满阻尼液体(14)，液体细管(13)两端与外筒(12)内部相通，允许阻尼液体在活塞作用下自由流动。在活塞(5)的推动作用下，阻尼液体(13)在外筒(12)和液体细管(13)内流动。
液体马达(10)安装在液体细管(13)中部，将阻尼液体(13)的高速流动带动液体马达(10)的叶片旋转，从而带动液体马达(13)旋转端旋转，液体马达(13)旋转端与旋转质量(15)同轴连接，质量块(15)置于旋转质量外筒(12)内，筒内环形布置环形永磁体(11)。液体马达(10)带动质量块(15)旋转，旋转运动切割磁感线产生阻尼力。
所述液体惯性质量阻尼器(4)利用其具有质量放大效应的两节点质量单元吸收能量，利用阻尼器电涡流单元耗散能量。(本发明液体惯性质量阻尼器单元(4)的设计原理)所述液体惯性质量阻尼器(4)利用阻尼器内部的液体细管(13)和液体马达(10)，将低速的活塞运动转换为高速的液体马达的旋转运动，并带动质量块(15)高速旋转，吸收能量。液体惯性质量阻尼器单元(4)中质量块的高速旋转运动在电涡流单元中转化为阻尼力耗散振动能量，并提供有效的阻尼力来限制连梁内部的相对位移。
本发明所述的左连梁(1)、右连梁单元(2),根据连梁设计要求，可以灵活地采用钢结构连梁或者钢筋混凝土连梁。
本发明所述的液体惯性质量阻尼器单元(5)中质量块(15)的高速旋转运动在电涡流单元中转化为阻尼力耗散振动能量。
本发明的安装单元包括连接端装置(3)。
本发明与现有技术相比，具有以下优点与有益效果：
1.本发明由连梁单元、液体惯性质量阻尼器单元、以及安装连接单元组成，充分利用液体惯性质量阻尼器的具有质量放大效应的两节点质量单元吸收能量，利用阻尼器电涡流单元耗散能量，同时，阻尼器提供的阻尼力能够有效限制左、右来连梁的相对位移，从而有效控制抗震墙墙肢。
2.设置在液体惯性质量阻尼器和左、右连梁的安装单元，方便本发明震后的修复和更换。
3.液体惯性质量阻尼器通过液体在外筒和液体吸管的流动以及液体马达附设旋转质量的方式，实现了高效的质量放大效应，提高了装置的轴向控制力。
4.本发明装置设置方便灵活，能够有效吸收并耗散振动能量，保护抗震墙墙肢安全，且附设阻尼器实际安装质量小，具有较好的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为图1所示的一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁的立体图；
图3为图1所示的一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁的主视图；
图中标号：1左连梁、2右连梁、3连接端装置(铰接)、4液体惯性质量阻尼器单元、5活塞、6外筒、7活塞杆、8密封橡胶圈、9连接杆、10液体马达、11环形永磁体、12旋转质量外筒、13液体细管、14阻尼液体、15旋转质量。
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-3所示，包括抗震墙左连梁(1)、抗震墙右连梁(2)、连接段端装置(3)、液体惯性质量阻尼器单元(4)。
所述的液体惯性质量阻尼器单元(4)包括活塞杆(7)、活塞(5)、密封橡胶圈(8)、外筒(6)、液体马达(10)、旋转质量(15)、环形永磁体(11)、旋转质量外筒(12)、液体细管(13)、阻尼液体(14)和连接杆(9)。其中:
液体马达(10)、液体细管(13)、旋转质量(15)组成了具有质量放大效应的两节点质量单元，用于吸收能量。
环形永磁体(11)和旋转质量外筒(12)组成电涡流阻尼单元用于耗散能量。在地震作用下，左抗震连梁(1)和右抗震连梁(2)发生竖向错动，竖向运动将带动活塞杆(7)进行轴向运动。活塞杆(7)与带动活塞(5)刚性连接，并通过密封橡胶圈(8)约束在外筒(12)内。外筒(12)内部充满阻尼液体(14)，液体细管(13)两端与外筒(12)内部相通，允许阻尼液体在活塞作用下自由流动。在活塞(5)的推动作用下，阻尼液体(13)在外筒(12)和液体细管(13)内流动。
液体马达(10)安装在液体细管(13)中部，将阻尼液体(13)的高速流动带动液体马达(10)的叶片旋转，从而带动液体马达(13)旋转端旋转，液体马达(13)旋转端与旋转质量(15)同轴连接，质量块(15)置于旋转质量外筒(12)内，筒内环形布置环形永磁体(11)。液体马达(10)带动质量块(15)旋转，旋转运动切割磁感线产生阻尼力。
因此，综上方案，可实现将径向流动转换为旋转运动。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁，包括连接左抗震墙连梁(1)、右抗震墙连梁(2)、连接段装置(3)，其特征在于，还包括液体惯性质量阻尼器单元(4)，
所述液体惯性质量阻尼器单元(4)的上下两端与连梁(1、2)分别通过安装端装置(3)连接，竖向置于左、右抗震墙连梁(1、2)中间，竖向设置一组液体惯性质量阻尼器单元(4)。
2.根据权利要求1所述的附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁，其特征在于：所述的液体惯性质量阻尼器单元(4)包括活塞杆(7)、活塞(5)、密封橡胶圈(8)、外筒(6)、液体马达(10)、旋转质量(15)、环形永磁体(11)、旋转质量外筒(12)、液体细管(13)、阻尼液体(14)和连接杆(9),其中:
环形永磁体(11)和旋转质量外筒(12)组成电涡流阻尼单元用于耗散能量。在地震作用下，左抗震连梁(1)和右抗震连梁(2)发生竖向错动，竖向运动将带动活塞杆(7)进行轴向运动。活塞杆(7)与带动活塞(5)刚性连接，并通过密封橡胶圈(8)约束在外筒(12)内。外筒(12)内部充满阻尼液体(14)，液体细管(13)两端与外筒(12)内部相通，允许阻尼液体在活塞作用下自由流动；在活塞(5)的推动作用下，阻尼液体(13)在外筒(12)和液体细管(13)内流动；
液体马达(10)安装在液体细管(13)中部，将阻尼液体(13)的高速流动带动液体马达(10)的叶片旋转，从而带动液体马达(13)旋转端旋转，液体马达(13)旋转端与旋转质量(15)同轴连接，质量块(15)置于旋转质量外筒(12)内，筒内环形布置环形永磁体(11)；液体马达(10)带动质量块(15)旋转，旋转运动切割磁感线产生阻尼力。
3.根据权利要求1所述的附设液体惯性质量阻尼器的耗能连梁，其特征在于：根据耗能连梁的设计要求，左、右抗震墙连梁(1、2)可为钢结构连梁或者钢筋混凝土连梁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170714 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |