CN207194589U - 附设板式黏滞单元的惯性减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于土木工程、能源基础设施的一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置，该装置包括上连接板、下连接板、齿轮型惯性单元、外钢板、内钢板和高粘度液体。外钢板、内钢板和高粘度液体组成板式黏滞耗能单元，本减震装置两侧设置的两组板式黏滞耗能单元置于上、下连接板中间，内钢板和外钢板分别与上、下连接板固结为整体。两组板式黏滞耗能单元中间布置齿轮型惯性单元。本实用新型由板式黏滞耗能单元、齿轮型惯性单元组成，充分利用齿轮型惯性单元的两节点质量增效单元吸收振动能量，利用板式黏滞耗能单元耗散能量。本实用新型，可以有效地降低结构的动力响应，控制层间位移，具有较好的推广应用价值。

Description

附设板式黏滞单元的惯性减震装置

技术领域

本实用新型所属于土木工程结构耗能减震技术领域。

背景技术

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。本领域惯性减震装置作为一种加速度依赖型的消能减震装置，其惯性单元是一种具有质量增效能力的两节点单元。现有的质量增效的机制，主要是利用滚珠螺杆和旋转螺母将结构的径向运动转换为高速的旋转运动从而有效地耗散结构的振动能量，但此类阻尼器机械加工精度高，其采用的粘滞阻尼耗能单元要求极高的封闭性，腔体内压力高。传统板式黏滞耗能单元在发生相对位移时，内钢板在黏滞材料中的滑动从而产生与滑动速度成正比的阻尼力，但往往在低速下耗能能力不足。

为了解决上述问题，给出了本实用新型技术方案，采用传统的板式黏滞阻尼单元耗散能量，附加设计一套或者若干套质量增效机构，联合构成一种新型惯性减震装置。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置。

本实用新型需要保护的技术方案概括为：

一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置，包括若干板式黏滞耗能单元、上连接板(1)、下连接板(2)，板式黏滞耗能单元通过上连接板(1)、下连接板(2) 固定于结构墙体体内，其特征在于，还设计有若干齿轮型惯性单元作为板式黏滞耗能单元的增效机构。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，所述板式黏滞耗能单元结构为:采用外钢板(3)、内钢板(11)和高粘度液体(10)组成，高粘度液体(10)置于外钢板(3)封闭体中，内钢板(11)置入高粘度液体(10)内。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，其特征在于，所述齿轮型惯性单元置于上连接板(1)、下连接板(2)之间并通过其上下两端分别与上连接板(1)、下连接板(2)固定连接；

所述齿轮型惯性单元包括上部齿板(4)、下部支撑板(5)、齿轮(8)、旋转质量(6)、旋转轴(7)和轴承(9)，结构为：

上部齿板(4)、齿轮(8)、下部支撑板(5)三者位置相对应；

所述上部齿板(4)顶部与所述上连接板(1)固定，其下部边缘设有外齿用于与齿轮(8)咬合传动；

齿轮(8)外套在旋转轴(7)上，旋转轴(7)在两端设有旋转质量(6)，旋转轴(7)在其中点处再设置轴承(9)，并通过该轴承(9)将整个旋转轴体安装固定于下部支撑板(5)的顶部，下部支撑板(5)底部固定于下连接板(2) 上。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，设置有两组板式黏滞耗能单元，分别设置于所述惯性单元的左右两侧、或者前后两侧，呈对称布置。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，旋转轴(7)旋转运动带动与其固定连接的旋转质量(6)旋转，旋转速度由齿轮(8)和上部齿板 (4)的齿数比值决定。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，板式黏滞耗能单元的数量根据实际设计需要而定。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，所述齿轮型惯性单元作为增效机构，设置的数量和增效效果根据增效设计需求来定。

所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，当需要使用多个增效机构并与多个所述板式黏滞耗能单元联合使用，两者依次相间隔设置；或者两者整体呈对称布置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点与有益效果：

1.本实用新型由板式黏滞耗能单元、齿轮型惯性单元(即为质量增效机构，增大耗能单元耗能能力)、以及安装连接装置组成，充分利用齿轮型惯性单元的两节点质量增效单元吸收振动能量，利用板式黏滞阻尼耗能单元耗散能量。

2.通过惯性减震装置的增效作用可以有效地提高了板式黏滞阻尼耗能单元的耗能能力，同时惯性减震装置能够有效地转移结构的输入能量，降低结构在振动作用下的响应。

3.齿轮型惯性单元实际安装质量小，对装置部件机械加工要求低，质量增效效果显著且易于调节，能够提供有效的控制力。

4.本实用新型装置设置方便灵活，能够有效吸收并耗散振动能量，装置旋转质量小，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

图中标号：

1上连接板、2下连接板；

4上部齿板、5下部支撑板、6旋转质量、7旋转轴、8齿轮、9轴承；

3外钢板；10高粘度液体、11内钢板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示。

本实用新型装置包括板式黏滞耗能单元、上连接板(1)、下连接板(2)，板式黏滞耗能单元通过上连接板(1)、下连接板(2)固定于结构墙体体内，其特征在于，还设计有一个齿轮型惯性单元(作为实施例)作为板式黏滞耗能单元的增效机构。

所述板式黏滞耗能单元，采用外钢板(3)、内钢板(11)和高粘度液体(10) 组成，高粘度液体10置于外钢板(3)的封闭体中，内钢板(11)置入高粘度液体(10)中。内钢板和外钢板分别与上、下连接板固结为整体。具体可以设计为：外钢板四周围成筒状，内置高粘度液体，内钢板插入其中，顶部设置橡胶等密封材料实现封闭，内钢板在高粘度液体中运动。

所述板式黏滞耗能单元，其作用机理是通过一种由钢板在封闭的高粘度阻尼液中运动，使阻尼液产生剪切变形而产生黏滞阻尼力的阻尼器。

所述齿轮型惯性单元置于上连接板(1)、下连接板(2)之间并通过其上下两端分别与上连接板(1)、下连接板(2)固定连接；同时，该惯性单元左右两侧布置两组金属屈服耗能单元(3)(作为实施例)。

所述齿轮型惯性单元包括上部齿板(4)、下部支撑板(5)、齿轮(8)、旋转质量(6)、旋转轴(7)和轴承(9)，结构为：

上部齿板(4)、齿轮(8)、下部支撑板(5)三者位置相对应；

所述上部齿板(4)顶部与所述上连接板(1)固定，其下部边缘设有外齿用于与齿轮(8)咬合传动；

齿轮(8)外套在旋转轴(7)上，旋转轴(7)在两端设有旋转质量(6)，旋转轴(7)在其中点处再设置轴承(9)，并通过该轴承(9)将整个旋转轴体安装固定于下部支撑板(5)的顶部，下部支撑板(5)底部固定于下连接板(2) 上。

基于上述结构设计，当上部齿板(4)相对于下部支撑板(5)发生相对水平位移时，同时发生:

一、上部齿板(4)带动齿轮(8)绕着旋转轴(7)轴线做旋转运动。旋转轴(7)旋转运动带动与其固定连接的旋转质量(6)旋转，旋转速度由齿轮(8) 和上部齿板(4)的齿数比值决定。齿轮(8)的半径、齿数以及旋转质量(6) 的大小可以根据质量增效的设计目标灵活调节。

二、内钢板(11)可在高粘度液体(10)中运动，使高粘度液体(10)产生剪切变形而产生黏滞阻尼力。

在设计时，根据阻尼器的设计要求，根据结构的设计要求，板式黏滞阻尼耗能单元的数量可以增加，内钢板、外钢板的面积可以调整。采用本领域常规技术，例如通过焊接、安装螺栓等方式即可实现所述板式黏滞耗能单元的上下两部分分别与上下连接板之间的固定连接。

所述齿轮型惯性单元作为增效机构，设置的数量和增效效果也可以根据增效设计需求来定。当需要使用多个增效机构时，可以与所述板式黏滞耗能单元依次相间隔设置；或者集中设置于两侧板式黏滞耗能单元的中央位置，使呈整体对称布置。

本实用新型装置可以通过安装螺栓等方式设置在结构墙体内。

本实用新型还包括安装连接装置，由上连接板(1)、下连接板(2)以及安装螺栓组成，为本领域通用的现有技术。

以上，本实用新型由板式黏滞耗能单元、齿轮型惯性单元、以及安装连接装置组成，充分利用齿轮型惯性单元的两节点质量增效单元吸收振动能量，并转移输入主结构的能量，利用板式黏滞耗能单元耗散能量。在振动作用下，板式黏滞耗能单元的耗能能力显著提升，可以有效地降低结构的动力响应，具有较好的推广应用价值。

Claims (8)

1.一种附设板式黏滞单元的惯性减震装置，包括若干板式黏滞耗能单元、上连接板(1)、下连接板(2)，板式黏滞耗能单元通过上连接板(1)、下连接板(2)固定于结构墙体体内，其特征在于，还设计有若干齿轮型惯性单元作为板式黏滞耗能单元的增效机构。

2.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，所述板式黏滞耗能单元结构为:采用外钢板(3)、内钢板(11)和高粘度液体(10)组成，高粘度液体(10)置于外钢板(3)封闭体中，内钢板(11)置入高粘度液体(10)内。

3.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，其特征在于，所述齿轮型惯性单元置于上连接板(1)、下连接板(2)之间并通过其上下两端分别与上连接板(1)、下连接板(2)固定连接；

所述齿轮型惯性单元包括上部齿板(4)、下部支撑板(5)、齿轮(8)、旋转质量(6)、旋转轴(7)和轴承(9)，结构为：

上部齿板(4)、齿轮(8)、下部支撑板(5)三者位置相对应；

所述上部齿板(4)顶部与所述上连接板(1)固定，其下部边缘设有外齿用于与齿轮(8)咬合传动；

齿轮(8)外套在旋转轴(7)上，旋转轴(7)在两端设有旋转质量(6)，旋转轴(7)在其中点处再设置轴承(9)，并通过该轴承(9)将整个旋转轴体安装固定于下部支撑板(5)的顶部，下部支撑板(5)底部固定于下连接板(2)上。

4.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，设置有两组板式黏滞耗能单元，分别设置于所述惯性单元的左右两侧、或者前后两侧，呈对称布置。

5.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，旋转轴(7)旋转运动带动与其固定连接的旋转质量(6)旋转，旋转速度由齿轮(8)和上部齿板(4)的齿数比值决定。

6.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，板式黏滞耗能单元的数量根据实际设计需要而定。

7.如权利要求1所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，所述齿轮型惯性单元作为增效机构，设置的数量和增效效果根据增效设计需求来定。

8.如权利要求7所述的附设板式黏滞单元的惯性减震装置，其特征在于，当需要使用多个增效机构并与多个所述板式黏滞耗能单元联合使用，两者依次相间隔设置；或者两者整体呈对称布置。