CN107905604A - 适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器 - Google Patents

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淡丹辉
王千青
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

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  • Architecture (AREA)
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  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，多个地砖型颗粒阻尼器互相拼装后作为高层建筑楼板铺装层地砖使用，其中每个单块地砖型颗粒阻尼器与楼板结构层预埋件固结，所述单块地砖型颗粒阻尼器为封闭扁平板状，其水平面为任意几何形状，其内部被分隔成若干个子舱室，子舱室中填充金属阻尼颗粒物质。本发明的优点是既能发挥颗粒阻尼器耗能抗震的特点，又不占用建筑空间，且可安装在建筑的任意高度，有效控制高层建筑在水平荷载下的振动。

Description

适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器
技术领域
本发明涉及一种适用于高层建筑水平振动的减震装置，属于结构工程抗风和抗震技术领域，特别涉及一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器。
背景技术
随着材料的高强化、轻型化技术和设计水平的提高，现代建筑正朝着高层和超高层发展。高层建筑有着长细比大、柔度大的特点，在动力作用下易产生振动。这种振动在正常使用阶段会引起居住者的不适感，降低生活质量和生产效率。在极端情况下甚至会造成结构失效，人员伤亡。
为了控制高层建筑在水平荷载下的振动，现在采取的方法主要有以下三种：1）改变结构质量的分布和位置，如在屋顶设置重锤、水箱等，由于它们改变了结构质量的分布和位置，所以能有效地改变结构的自振频率，起到抗风的作用；2）通过在结构特殊部位安装阻尼器，提高结构阻尼加快能量耗散，以达到振动作用下耗散能量、保护结构的目的；
3）采用隔震基础，使建筑从根本上减少振动作用的影响。
从现在工程中应用比较广泛的TMD来看，几百甚至上千吨的质量块附加在结构上，对于下部结构的设计而言非常不经济，并且会使结构的动力反应增大。而且由于TMD工作时需要长时间做大位移的摆动，再加上悬挂等系统，所占空间庞大，安装不便。同时整个TMD系统的造价十分昂贵。
颗粒阻尼技术主要靠颗粒间以及颗粒与容器之间的相互碰撞、相互摩擦将动能转换为热能释放，从而达到减震的效果。因此利用阻尼器耗能的特点，开发一种占地小、安装方便的阻尼器是很有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，既能发挥颗粒阻尼器耗能抗震的特点，又不占用高层建筑空间且可安装在高层建筑的任意高度。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，多个地砖型颗粒阻尼器互相拼装后作为高层建筑楼板铺装层地砖使用，其中每个单块地砖型颗粒阻尼器与楼板结构层预埋件固结，所述单块地砖型颗粒阻尼器为封闭扁平板状，其水平面为任意几何形状，其内部被分隔成若干个子舱室，子舱室中填充金属阻尼颗粒物质。
所述单块地砖型颗粒阻尼器包括顶板、侧板、底板和隔板，侧板围成一封闭边框，隔板将阻尼器内部分割成多个子舱室，各子舱室的面积大小依据耗能需求而调整。
所述顶板、侧板和底板的内壁为粗糙内壁。
所述隔板的两侧面均为粗糙表面。
所述顶板、侧板、底板和隔板为结构用金属材料或替代型的建筑材料。
所述金属阻尼颗粒物质为圆形、或为椭圆形、或不规则形状的金属材料。
所述各个子舱室中填充的金属阻尼颗粒物质的数量及颗粒大小依据耗能需求而调整。
本发明地砖型颗粒阻尼器通过颗粒间、颗粒与隔板间的摩擦和碰撞来消耗能量，以地面铺装的方式安装在高层建筑的任何楼层，占用空间小，安装制作方便。既能发挥颗粒阻尼器耗能抗震的优点，又不占用建筑空间且可安装在建筑任意高度。
本发明的优越功效在于：
1） 本发明地砖型颗粒阻尼器通过颗粒间以及颗粒与容器之间的相互碰撞、相互摩擦将动能转换为热能释放，达到减震的效果，可任意组合以适应不同形状和面积；
2） 本发明地砖型颗粒阻尼器既能发挥颗粒阻尼器耗能抗震的特点，又不占用建筑空间，且可安装在建筑的任意高度，有效控制高层建筑在水平荷载下的振动；
3） 本发明地砖型颗粒阻尼器的施工采用工厂批量制作小面积模块单元，再进行现场组装的方式，其制作、运输、安装极为方便。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明单块地砖型颗粒阻尼器正六边形的结构分解图；
图3为本发明单块地砖型颗粒阻尼器菱形的结构分解图；
图4为本发明单块地砖型颗粒阻尼器不规则形状的结构分解图；
图中标号说明
1—顶板； 2—侧板；
3—底板； 4—隔板；
5—金属阻尼颗粒物质； 6—螺栓；
7—单块地砖型颗粒阻尼器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，本发明提供了一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，多个地砖型颗粒阻尼器互相拼装后作为高层建筑楼板铺装层地砖使用，其中每个单块地砖型颗粒阻尼器7与楼板结构层预埋件通过螺栓6、或铆接、或焊接固结。如图2所示，所述单块地砖型颗粒阻尼器7为封闭扁平板状，其水平面为正六边形，其内部被分隔成若干个子舱室，子舱室中填充金属阻尼颗粒物质5。如图3所示的所述单块地砖型颗粒阻尼器的结构同图2所示的实施例，仅是水平面为正六边形。如图4所示的所述单块地砖型颗粒阻尼器的结构同图2所示的实施例，仅是水平面为不规则形状。
所述单块地砖型颗粒阻尼器7包括顶板1、侧板2、底板3和隔板4，侧板2围成一封闭边框，隔板4将阻尼器内部分割成多个子舱室，各子舱室的面积大小依据耗能需求而调整。
为了增加摩擦力，更多地耗能，所述顶板1、侧板2和底板3的内壁为粗糙内壁，所述隔板4的两侧面均为粗糙表面。
所述顶板1、侧板2、底板3和隔板4为结构用金属材料或替代型的建筑材料。
所述金属阻尼颗粒物质5为圆形、或为椭圆形、或不规则形状的金属材料。
所述各个子舱室中填充的金属阻尼颗粒物质5的数量及颗粒大小依据耗能需求而调整。
本发明各个地砖型颗粒阻尼器拼装时，应先完成单个地砖型颗粒阻尼器7的拼装。通过螺栓6连接侧板2与底板3，再安装隔板4，而后在各个子舱室中填充金属阻尼颗粒物质5。金属阻尼颗粒物质5的数量应根据结构水平振动抑制需求进行确定。填充完金属阻尼颗粒物质5后，通过螺栓6连接顶板1。完成单个地砖型颗粒阻尼器7的拼装后，再通过螺栓6或其他方式连接多个地砖型颗粒7与楼板结构层。在建筑边缘或角落无法安装一个完整形状的阻尼器，多种形状的阻尼器可相互组合。
以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：多个地砖型颗粒阻尼器互相拼装后作为高层建筑楼板铺装层地砖使用，其中每个单块地砖型颗粒阻尼器与楼板结构层预埋件固结，所述单块地砖型颗粒阻尼器为封闭扁平板状，其水平面为任意几何形状，其内部被分隔成若干个子舱室，子舱室中填充金属阻尼颗粒物质。
2.根据权利要求1所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述单块地砖型颗粒阻尼器包括顶板、侧板、底板和隔板，侧板围成一封闭边框，隔板将阻尼器内部分割成多个子舱室，各子舱室的面积大小依据耗能需求而调整。
3.根据权利要求2所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述顶板、侧板和底板的内壁为粗糙内壁。
4.根据权利要求2所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述隔板的两侧面均为粗糙表面。
5.根据权利要求2所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述顶板、侧板、底板和隔板为结构用金属材料或替代型的建筑材料。
6.根据权利要求1所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述金属阻尼颗粒物质为圆形、或为椭圆形、或不规则形状的金属材料。
7.根据权利要求1所述的适用于高层建筑水平振动抑制的地砖型颗粒阻尼器，其特征在于：所述各个子舱室中填充的金属阻尼颗粒物质的数量及颗粒大小依据耗能需求而调整。
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