CN206753170U - 一种复合式耗能减振装置 - Google Patents
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Abstract
一种复合式耗能减振装置，包括装置外壳（1），其特征在于：所述装置外壳（1）的内部上表面中心部位设置有光面区域，装置外壳（1）的内部上表面且位于光面区域的四周设置有摩擦层（2），光面区域的中心放置有质量块（3），质量块（3）的外圆周上均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧（4），质量块（3）与传感器（5）相连接，传感器（5）与控制器（6）的输入端相连接，质量块（3）的上表面安装有压力机装置（7），本实用新型传感器能够实时监测结构振动响应的变化，控制器根据实时结构振动响应的变化确定所要施加的竖向荷载，并由压力机装置对质量块施加竖向荷载，实现了稳定可靠的耗能减振，减振耗能效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种耗能减振装置，尤其涉及一种复合式耗能减振装置，属于建筑减振技术领域。
背景技术
随着社会的发展，高层建筑、超高层建筑已成为一种趋势。高强、轻质建筑材料在建筑结构中的广泛应用，使结构的刚度和阻尼不断降低，建筑结构对振动激励更加敏感。在水平荷载作用下，建筑结构由于接收了输入的能量而产生振动响应。如何减小建筑结构在水平荷载作用下的振动响应，是一个重要的研究领域——结构控制。结构控制的目的就是要采用一定的控制措施，在结构上设置耗能减振装置，减轻和抑制主体建筑结构在地震、强风及其它动力荷载作用下的振动响应，增强结构的稳定性，提高结构抵抗外界振动的能力，以满足建筑结构安全性、实用性、耐久性的功能要求。传统耗能减振结构中采用的是一种被动控制装置，所采用的普通钢弹簧对水平荷载作用初始期脉冲导致的结构振动响应控制不足，无法实时监测结构的振动响应而提供相应大小的阻尼，从而无法实现稳定可靠的耗能减振，耗能减振效率低，无法满足减振耗能的实际需要。
中国专利授权公告为：CN103339403A，公告日为：2013年10月2日的发明专利公开了一种调谐质量阻尼器，该调谐质量阻尼器包括：框架，至少一个可弯曲弹簧元件，弹簧元件从其端部连接至所述框架，和至少一个质量元件，质量元件在距弹簧元件的端部的一距离处连接至弹簧元件，至少一个用于调节所述阻尼器的调谐频率的可动弹簧支撑元件，以及用于移动所述弹簧支撑元件的装置。但是该装置结构简单，所采用的弹簧元件为普通弹簧，耗能效果以及自复位能力较差，无法实时监测结构的振动响应而提供相应大小的阻尼，无法实现稳定可靠的耗能减振，耗能减振效率低，减振效果不佳。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的耗能减振装置结构简单，耗能效果以及自复位能力较差，无法实时监测结构的振动响应而提供相应大小的阻尼，减振耗能效果不佳的缺陷和不足，现提供一种结构合理，耗能效果以及自复位能力较好，能够实时监测结构的振动响应并提供相应大小的阻尼，减振效果好的一种复合式耗能减振装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种复合式耗能减振装置，包括装置外壳，所述装置外壳的内部上表面中心部位设置有光面区域，装置外壳的内部上表面且位于光面区域的四周设置有摩擦层，光面区域的中心放置有质量块，质量块的外圆周上均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧，记忆合金螺旋弹簧的一端通过高强螺栓与质量块相固定，记忆合金螺旋弹簧的另一端固定在装置外壳的外侧壁上，质量块与传感器相连接，传感器与控制器的输入端相连接，质量块的上表面通过普通螺栓安装有压力机装置，控制器的输出端与压力机装置相连接。
所述装置外壳的上表面为正八边形，正八边形的八个菱角上分别固定设置有记忆合金螺旋弹簧。
所述摩擦层采用具有一定摩擦系数的涂刷材料涂刷而成，摩擦层的上表面与装置外壳中部的光面区域上表面处于同一水平面上。
所述记忆合金螺旋弹簧采用形状记忆合金制成，在质量块静止时，记忆合金螺旋弹簧具有一定的预拉力，并在轴向预拉力下质量块保持平衡。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型在装置外壳的上表面涂刷有摩擦层，摩擦层的摩擦系数较大且耐摩擦性能良好，质量块的底部与摩擦层摩擦产生摩擦阻尼，质量块的外部与装置外壳之间均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧，记忆合金螺旋弹簧变形时也可产生较大的阻尼。
2、本实用新型传感器能够实时监测结构振动响应的变化，控制器根据实时结构振动响应的变化确定对质量块施加不同大小的竖向荷载，并由压力机装置对质量块施加竖向荷载，实现了稳定可靠的耗能减振，减振耗能效果好，可以广泛运用到结构减振中。
附图说明
图1是本实用新型的俯视图。
图2是本实用新型摩擦层的示意图。
图3是本实用新型的正视图。
图4是本实用新型的侧视图。
图5是本实用新型质量块和压力机装置的示意图。
图6是图5中A-A的剖面图。
图7是图5中B-B的剖面图。
图中：装置外壳1，摩擦层2，质量块3，记忆合金螺旋弹簧4，传感器5，控制器6，压力机装置7，高强螺栓8，普通螺栓9。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1至图7，本实用新型的一种复合式耗能减振装置，包括装置外壳1，其特征在于：所述装置外壳1的内部上表面中心部位设置有光面区域，装置外壳1的内部上表面且位于光面区域的四周设置有摩擦层2，光面区域的中心放置有质量块3，质量块3的外圆周上均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧4，记忆合金螺旋弹簧4的一端通过高强螺栓8与质量块3相固定，记忆合金螺旋弹簧4的另一端固定在装置外壳1的外侧壁上，质量块3与传感器5相连接，传感器5与控制器6的输入端相连接，质量块3的上表面通过普通螺栓9安装有压力机装置7，控制器6的输出端与压力机装置7相连接。
所述装置外壳1的上表面为正八边形，正八边形的八个菱角上分别固定设置有记忆合金螺旋弹簧4。
所述摩擦层2采用具有一定摩擦系数的涂刷材料涂刷而成，摩擦层2的上表面与装置外壳1中部的光面区域上表面处于同一水平面上。
所述记忆合金螺旋弹簧4采用形状记忆合金制成，在质量块3静止时，记忆合金螺旋弹簧4具有一定的预拉力，并在轴向预拉力下质量块3保持平衡。
如附图1所示，装置外壳1的上表面为正多边形或圆形，例如：装置外壳1的上表面为正八边形，装置外壳1的内部上表面中心部位设置有光面区域，装置外壳1的内部上表面且位于光面区域的四周设置有摩擦层2。摩擦层2采用具有一定摩擦系数的涂刷材料涂刷而成，摩擦层2的上表面与装置外壳1中部的光面区域上表面处于同一水平面上。摩擦层2的摩擦系数应较大且耐摩擦性能良好，另外，摩擦层2的区域位于距离质量块3一定宽度范围之外的底板区域，摩擦层2的摩擦系数和质量块3底部的摩擦系数分别为固定值。
光面区域的中心放置有质量块3，质量块3采用铁块或者其他密度较大的物质制成，并且不易磨损，耐用性好。质量块3的外圆周上均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧4，记忆合金螺旋弹簧4采用形状记忆合金制成，与现有普通弹簧相比，记忆合金螺旋弹簧4利用自身优异的形状记忆效应，增强了耗能效果，同时耐久性和耐腐蚀性更好，不易损坏，降低了维修成本。在质量块3静止时，记忆合金螺旋弹簧4具有一定的预拉力，并在轴向预拉力下质量块3保持平衡。
例如：本实用新型的装置外壳1的上表面可以采用正八边形，正八边形的八个菱角上分别固定设置有记忆合金螺旋弹簧4，记忆合金螺旋弹簧4的一端通过高强螺栓8与质量块3相固定，记忆合金螺旋弹簧4的另一端固定在装置外壳1的外侧壁上。当记忆合金螺旋弹簧4产生变形时，可以提供较大的阻尼，并且变形越大耗能能力越强，可以达到减振耗能的目的。本实用新型的实际尺寸的选择，采用计算机模拟得到，模拟计算出形状记忆合金螺旋弹簧的直径以及长度、八边形筒体外壳的边长、预拉力的大小、质量块的质量以及摩擦涂料适合的摩擦系数等。
为了进一步提高摩擦阻尼的实际使用效果，本实用新型质量块3与传感器5相连接，传感器5与控制器6的输入端相连接，传感器5用于实时检测结构振动，质量块3的上表面通过普通螺栓9安装有压力机装置7，控制器6的输出端与压力机装置7相连接，压力机装置7能够根据需要给质量块3施加不同大小的竖向荷载，以增大质量块3的摩擦阻力。随着水平荷载作用输入主结构能量多少的变化，传感器5实时监测结构振动响应的变化，控制器6根据实时结构振动响应的变化确定对质量块3施加不同大小的竖向荷载，并由压力机装置7实现竖向荷载的施加。输入主结构的能量越多，结构振动响应越大，控制系统最质量块顶部施加的竖向荷载亦越大，实现了稳定可靠的耗能减振，减振耗能效果好，可以广泛运用到结构减振中。
Claims (4)
1.一种复合式耗能减振装置，包括装置外壳（1），其特征在于：所述装置外壳（1）的内部上表面中心部位设置有光面区域，装置外壳（1）的内部上表面且位于光面区域的四周设置有摩擦层（2），光面区域的中心放置有质量块（3），质量块（3）的外圆周上均匀设置有多个记忆合金螺旋弹簧（4），记忆合金螺旋弹簧（4）的一端通过高强螺栓（8）与质量块（3）相固定，记忆合金螺旋弹簧（4）的另一端固定在装置外壳（1）的外侧壁上，质量块（3）与传感器（5）相连接，传感器（5）与控制器（6）的输入端相连接，质量块（3）的上表面通过普通螺栓（9）安装有压力机装置（7），控制器（6）的输出端与压力机装置（7）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合式耗能减振装置，其特征在于：所述装置外壳（1）的上表面为正八边形，正八边形的八个菱角上分别固定设置有记忆合金螺旋弹簧（4）。
3.根据权利要求1所述的一种复合式耗能减振装置，其特征在于：所述摩擦层（2）采用具有一定摩擦系数的涂刷材料涂刷而成，摩擦层（2）的上表面与装置外壳（1）中部的光面区域上表面处于同一水平面上。
4.根据权利要求1所述的一种复合式耗能减振装置，其特征在于：所述记忆合金螺旋弹簧（4）采用形状记忆合金制成，在质量块（3）静止时，记忆合金螺旋弹簧（4）具有一定的预拉力，并在轴向预拉力下质量块（3）保持平衡。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108442558A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-08-24 | 武汉理工大学 | 带干摩擦板的变刚度调谐质量阻尼器 |
| CN110847674A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 山东大学 | 服役钢管塔杆件微风振动耗能抑制装置 |
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