CN113026976A - 一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统,包括作为支撑立柱的束筒钢；液体阻尼器，液体阻尼器设置在束筒钢内；所述的连接构件，连接构件于束筒钢内居中设置且连接构件具有多个水平伸出的套筒，连接构件的底端通过涡卷弹簧连接至束筒钢的底面板；其中，所述的连接构件所伸出的每个套筒都嵌装有一液体阻尼器，液体阻尼器的伸出端与束筒钢的内壁相连，所述的液体阻尼器内具有高密度液体，所述的高密度液体的液面高度为液体阻尼器内腔径向高度的三分之二，液体阻尼器外盘旋套箍有螺旋弹簧，通过提供了一种弹簧阻尼调谐质量阻尼器，其结构简单、造价低廉可以均衡竖直方向和水平方向的双向跳动。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程机构领域，具体而言，涉及带有一种适用于 超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统。
背景技术
现如今土地资源紧缺，建筑高度在逐步提高，由于束筒结构可组 成任何建筑外形，并能适应不同高度的体型组合的需要，丰富了建筑 的外观的同时，大大增强了建筑物的刚度和抗侧向力的能力。但建筑 物受自然条件影响下，发现仍有部分柱受振动较大发生损伤。其中地 震作用对结构损伤影响是最大的，由于地震波方向并不是单一的，故 必须同时考虑水平及竖直方向。不改变结构受力及外形，在柱内部建 立阻尼系统能有效改善柱的受力情况，减少震动带来的损伤。
这样的阻尼系统主要包括调谐质量系统、弹簧系统与液体系统组 成。现有的阻尼器主要采用固定刚度的弹簧系统，特征频率基本保持 不变，控制的方向较为单一，一旦出现多个方向的振动则会破坏阻尼 体系平衡。
或者采用的超高超重的定心式高层阻尼球，其自重过大，难以运 输至高层空间中，并且其在抗震过程中，没有对侧向的冗余能量做进 一步的吸收，无法保证对于侧向跳动吸收能力弱，不能保证有效的抗 震性。
发明内容
本发明为解决上述问题，而提供了一种适用于超高层钢束筒箱型 柱抵抗损伤的阻尼系统，其集成在束筒箱型柱中，可以自动。
提供的技术方案为：
一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统,包括
作为支撑立柱的束筒钢；
液体阻尼器4，液体阻尼器4设置在束筒钢内；
所述的连接构件，连接构件于束筒钢内居中设置且连接构件 具有多个水平伸出的套筒，连接构件的底端通过涡卷弹簧连接至 束筒钢的底面板；
其中，所述的连接构件所伸出的每个套筒都嵌装有一液体阻 尼器4，液体阻尼器4的伸出端与束筒钢的内壁相连，所述的液 体阻尼器4内具有高密度液体，所述的高密度液体的液面高度为 液体阻尼器内腔径向高度的三分之二，液体阻尼器4外盘旋套箍 有螺旋弹簧5。
进一步的，所述的液体阻尼器4外滑动配装有流动格挡环 7，流动格挡环7的两侧各设置有所述的螺旋弹簧5。
进一步的，所述的液体阻尼器4内于内腔中心处滑动配装有 流动格挡片6，流动格挡片6为上下各带有一缺口的圆盘状。
进一步的，还包括弹簧阻尼调谐质量阻尼器1，所述的液体 阻尼器4的伸出端都连接至弹簧阻尼调谐质量阻尼器1，弹簧阻 尼调谐质量阻尼器1背靠束筒钢的内壁固定设置。
进一步的，弹簧阻尼调谐质量阻尼器1包括阻尼器壳体，阻 尼器壳体内顶面通过第二螺旋弹簧11垂吊有铁球10，铁球10 的下方通过第二螺旋弹簧11连接升降腹板13，升降腹板13滑 动配装至阻尼器壳体中，升降腹板13下表面的中心处通过第四 螺旋弹簧吊装有随动铁球17。
进一步的，所述的升降腹板13下方设有两块水平调节块， 升降腹板13与每个水平调节块之间都通过多个第三螺旋弹簧14 相连，水平调节块悬空，水平调节块的相背侧具有成弧形边缘的 滑动圆头部，滑动圆头部对应位置处的阻尼器壳体为外扩的弧形 隆起部分，所述的滑动圆头部伸入弧形隆起部分。
进一步的，水平调节块之间通过多个第五螺旋弹簧相连。
进一步的，所述的阻尼器壳体内固定有四个位于同一平面的 强力磁铁块，升降腹板13的每个顶角处都限位于所述强力磁铁 块的下方。
进一步的，束筒钢内具有十字状支撑骨架，每个液体阻尼器 4都设置于支撑骨架上。
进一步的，所述的连接构件具有四个成十字状的套筒，连接 构件的中心为沿着竖直方向伸出的底管，所述的十字状的套筒的 中心处通过密封板封装有缓震、耐腐蚀材料，底管中的密封板下 方置入有压缩弹簧21，压缩弹簧21与所述的涡卷弹簧相连。
与现有技术相比具有的有益效果在于：
1.通过提供了一种弹簧阻尼调谐质量阻尼器，其主要由质量 块系统、弹簧系统与阻尼系统组成，其结构简单、造价低廉可以 均衡竖直方向和水平方向的双向跳动。
2.液体阻尼器属于粘弹性阻尼器的一种，它利用液体的粘性 提供阻尼来耗散振动能量，早先就应用在航天、机械、军事等领 域。本发明中将液体阻尼体系和弹簧阻尼系统并联，形成组合阻 尼体系，分别控制水平和垂直两个方向，在束钢中进行集成，其 可以均衡多方向应力。
3.弹簧阻尼调谐质量阻尼器包括周向布置的多个螺旋弹簧， 少数弹簧中间连接密度较大的铁球构成弹簧调谐质量系统，为防 止铁球受左右方向振动过大必须采取有效措施。
4.此系统采取被动控制，不需要外部能源，安全性高，作动 器质量较小，对振动频率十分敏感，可以吸收日常震动，防止应 力形变。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请 的一部分，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。
图1为本发明整体透视结构图
图2为本发明液体阻尼器外部三维立体图；
图3为本发明液体阻尼器内部的纵断面图；
图4为本发明弹簧阻尼调谐质量阻尼器纵断面三维立体图；
图5为本发明十字连接构件纵断面图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发 明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术 语“预设载入规则”、“预设编号规则”等是用于区别类似的对象， 本编号规则为本发明所详细公开的顺序规则。应该理解这样使用的数 据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除 了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和 “具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如， 包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于 这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例
如图1至5所示，提供了一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗 损伤的阻尼系统,其特征在于，包括
作为支撑立柱的束筒钢，束筒钢内具有十字状支撑骨架2， 每个液体阻尼器4都设置于支撑骨架上；
液体阻尼器4，液体阻尼器4设置在束筒钢内；
所述的连接构件，连接构件于束筒钢内居中设置且连接构件 具有多个水平伸出的套筒，套筒个数为四个，连接构件的底端通 过涡卷弹簧连接至束筒钢的底面板；
如图2和图3所示，其中，所述的连接构件所伸出的每个套 筒都嵌装有一液体阻尼器4，液体阻尼器4的伸出端嵌套有端帽 9，与束筒钢的内壁相连，所述的液体阻尼器4内具有高密度液 体，所述的高密度液体的液面高度为液体阻尼器内腔径向高度的 三分之二，液体阻尼器4外盘旋套箍有螺旋弹簧5。
优选的，所述的液体阻尼器4外滑动配装有流动格挡环7， 流动格挡环7的两侧各设置有所述的螺旋弹簧5。
所述的液体阻尼器4内于内腔中心处滑动配装有流动格挡 片6，流动格挡片6为上下各带有一缺口的圆盘状。
还包括弹簧阻尼调谐质量阻尼器1，所述的液体阻尼器4的 伸出端都连接至弹簧阻尼调谐质量阻尼器1，弹簧阻尼调谐质量 阻尼器1背靠束筒钢的内壁固定设置。
如图4所示，弹簧阻尼调谐质量阻尼器1包括阻尼器壳体， 阻尼器壳体内顶面通过第二螺旋弹簧11垂吊有铁球10，铁球10 的下方通过第二螺旋弹簧11连接升降腹板13，升降腹板13滑 动配装至阻尼器壳体中，升降腹板13下表面的中心处通过第四 螺旋弹簧18吊装有随动铁球17。
所述的升降腹板13下方设有两块水平调节块20，升降腹板 13与每个水平调节块之间都通过多个第三螺旋弹簧14相连，水 平调节块悬空，水平调节块的相背侧具有成弧形边缘的滑动圆头 部，滑动圆头部对应位置处的阻尼器壳体为外扩的弧形隆起部 分，所述的滑动圆头部伸入弧形隆起部分。
水平调节块之间通过多个第五螺旋弹簧19相连。
所述的阻尼器壳体内固定有四个位于同一平面的强力磁铁 块12，升降腹板13的每个顶角处都限位于所述强力磁铁块的下 方。
如图5所示，所述的连接构件具有四个成十字状的套筒，连 接构件的中心为沿着竖直方向伸出的底管，套筒内设置套筒挡板 24，底管内设置底管挡板23，套筒挡板和底管挡板将高密度材 料22密封在连接构件内，所述的十字状的套筒的中心处通过密 封板封装有缓震、耐腐蚀材料，底管中的密封板下方置入有压缩 弹簧21，压缩弹簧21与所述的涡卷弹簧3相连。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某 个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内 容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是 示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实 现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以 集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显 示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些 接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分 开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以 位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要 选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理 单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单 元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的 产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于 这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的 部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一 台计算机设备可为个人计算机、服务器或者网络设备等执行本发明各 个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、 只读存储器ROM，Read-Only Memory、随机存取存储器RAM，Random Access Memory、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统,其特征在于，包括
作为支撑立柱的束筒钢；
液体阻尼器(4)，液体阻尼器(4)设置在束筒钢内；
所述的连接构件，连接构件于束筒钢内居中设置且连接构件具有多个水平伸出的套筒，连接构件的底端通过涡卷弹簧连接至束筒钢的底面板；
其中，所述的连接构件所伸出的每个套筒都嵌装有一液体阻尼器(4)，液体阻尼器(4)的伸出端与束筒钢的内壁相连，所述的液体阻尼器(4)内具有高密度液体，所述的高密度液体的液面高度为液体阻尼器内腔径向高度的三分之二，液体阻尼器(4)外盘旋套箍有螺旋弹簧(5)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：所述的液体阻尼器(4)外滑动配装有流动格挡环(7)，流动格挡环(7)的两侧各设置有所述的螺旋弹簧(5)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：所述的液体阻尼器(4)内于内腔中心处滑动配装有流动格挡片(6)，流动格挡片(6)为上下各带有一缺口的圆盘状。
4.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：还包括弹簧阻尼调谐质量阻尼器(1)，所述的液体阻尼器(4)的伸出端都连接至弹簧阻尼调谐质量阻尼器(1)，弹簧阻尼调谐质量阻尼器(1)背靠束筒钢的内壁固定设置。
5.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：弹簧阻尼调谐质量阻尼器(1)包括阻尼器壳体，阻尼器壳体内顶面通过第二螺旋弹簧(11)垂吊有铁球(10)，铁球(10)的下方通过第二螺旋弹簧(11)连接升降腹板(13)，升降腹板(13)滑动配装至阻尼器壳体中，升降腹板(13)下表面的中心处通过第四螺旋弹簧吊装有随动铁球(17)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：所述的升降腹板(13)下方设有两块水平调节块，升降腹板(13)与每个水平调节块之间都通过多个第三螺旋弹簧(14)相连，水平调节块悬空，水平调节块的相背侧具有成弧形边缘的滑动圆头部，滑动圆头部对应位置处的阻尼器壳体为外扩的弧形隆起部分，所述的滑动圆头部伸入弧形隆起部分。
7.根据权利要求5所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：水平调节块之间通过多个第五螺旋弹簧相连。
8.根据权利要求5所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：所述的阻尼器壳体内固定有四个位于同一平面的强力磁铁块，升降腹板(13)的每个顶角处都限位于所述强力磁铁块的下方。
9.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：束筒钢内具有十字状支撑骨架，每个液体阻尼器(4)都设置于支撑骨架上。
10.根据权利要求1所述的一种适用于超高层钢束筒箱型柱抵抗损伤的阻尼系统其特征在于，其特征在于：所述的连接构件具有四个成十字状的套筒，连接构件的中心为沿着竖直方向伸出的底管，所述的十字状的套筒的中心处通过密封板封装有缓震、耐腐蚀材料，底管中的密封板下方置入有压缩弹簧(21)，压缩弹簧(21)与所述的涡卷弹簧相连。
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