CN220908769U - 一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器 - Google Patents
一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，属于结构减震(振)工程技术领域。本发明一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器包括固定系统、碰撞调谐质量阻尼器；固定系统包括底板和螺栓；碰撞调谐质量阻尼器包括加劲肋顶板、碰撞耗能材料、质量块、锁紧螺母、导向杆和弹簧。固定系统连接楼板；碰撞耗能材料粘在加劲肋顶板及底板表面；导向杆两端固定在底板、加劲肋顶板；弹簧二、质量块、弹簧一穿过导向杆；弹簧二连接底板、质量块；弹簧一连接质量块、顶板。楼板竖向振动，碰撞调谐质量阻尼器通过频率调谐吸收楼板动能，质量块与碰撞耗能材料产生碰撞消耗动能，可有效地抑制建筑楼板振动。
Description
技术领域
本实用新型属于结构减震(振)工程技术领域，涉及一种建筑楼板结构的减震技术，尤其涉及一种基于碰撞调谐质量阻尼器的减震技术。
背景技术
楼板系统是建筑结构的常见非结构构件，包括机电楼板、设备楼板、供水楼板等，对结构的使用功能具有重要贡献。在地震中，楼板系统比结构构件更容易发生破坏。其破坏不仅会造成巨额的直接经济损失，而且会引起严重的次生灾害和建筑使用功能的丧失。如何有效减小地震引起的楼板系统结构破坏，降低灾害带来的损失，已成为楼板系统技术发展的关键问题之一。
调谐质量阻尼器具有结构形式简单、减震效果显著、易于实现等优点，在结构减震控制中应用广泛。但缺点是其通过质量调谐吸收输入能量，但由于自身阻尼小，并不能有效耗散输入的能量。碰撞阻尼器具有结构简单、耗能能力强的特点。近年来，将碰撞耗能与质量调谐结合起来，形成了碰撞调谐质量阻尼器，兼具质量调谐和碰撞耗能的特点。碰撞调谐质量阻尼器体积小，结构简单，耗能能力突出，可以有效减小楼板振动，这对其工程应用具有重大意义。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器。一方面，碰撞调谐质量阻尼器通过频率调谐，吸收传递至楼板系统的结构动能，起到传统调谐质量阻尼器的功能；另一方面，质量块在工作时与碰撞耗能材料产生碰撞，消耗输入的动能，增大系统的阻尼；两方面的共同作用，可有效地抑制建筑楼板系统的振动。本实用新型结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，可用于建筑楼板系统的抗震。
本实用新型的目的是这样实现的：
2.一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：包括固定系统、碰撞调谐质量阻尼器；固定系统包括底板和固定螺栓；碰撞调谐质量阻尼器包括加劲肋顶板、碰撞耗能材料、质量块、锁紧螺母M12、导向杆和弹簧。
底板和固定螺栓将碰撞调谐质量阻尼器连接到建筑结构构件；碰撞耗能材料粘贴在加劲肋顶板及底板表面，质量块与碰撞耗能材料之间留有缝隙；导向杆的一端焊接固定在底板上，导向杆的另外一端通过锁紧螺母固定在加劲肋顶板上；弹簧二、质量块、弹簧一依次穿过导向杆；弹簧二的一端连接底板，一端连接质量块；弹簧一的一端连接质量块，一端连接顶板；质量块内芯通过滑动滚珠在导向杆上滑动，摩擦力很小。
进一步的，所述的加劲肋顶板为实心Q390钢制加劲肋板，质量块为内有圆柱孔的圆柱铁块。
进一步的，质量块的内芯有不锈钢材质的滑动滚珠，表面涂抹润滑材料。
进一步的，所述导向杆为不锈钢材质的圆柱体，光滑平直，表面涂抹润滑材料。
进一步的，所述碰撞耗能材料包括而不限于粘弹性材料、形状记忆合金，其截面应大于质量块碰撞面的面积。
进一步的，所述碰撞阻尼器的质量块的总质量为楼板系统结构总质量的1％-5％，单个阻尼器质量块的质量根据楼板系统中阻尼器的个数确定。
进一步的，弹簧处于平衡位置时，质量块与上下碰撞耗能材料均稍留有间隙，不受挤压。
进一步的，所述碰撞调谐质量阻尼器的工作频率调节至楼板系统的侧向振动频率。
本实用新型具有下列优点和积极效果：
1阻尼器固定在楼板结构上，可以布置于楼板上部也可布置于楼板底部，根据实际工程需求，灵活调整，工程适用性强；
2应用对象广泛，可应用于电楼板、设备楼板、供水楼板等多种楼板系统；
3构造简单，造价成本低廉，便于工程推广应用；
④阻尼器工作机制简单稳定，同时具有质量调谐和碰撞耗能增加阻尼的特点。在吸收能量的同时，耗散能量。该阻尼器对建筑楼板的抗风、抗震具有显著效果。
综上所述，本实用新型结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，适用于多种环境下、各种形状和结构尺寸的建筑楼板系统的减震。
附图说明
图1是本实用新型减震楼板系统整体结构示意图。
附图标记：1-加劲肋顶板，2-碰撞耗能材料，3-质量块，4-紧锁螺母M12，5-弹簧一，6-导向杆，7-弹簧二，8-底板，9-固定螺栓，10-楼板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
一、一种用于建筑楼板结构建筑的碰撞调谐质量阻尼器的结构
1、总体
如图1所示，一种用于建筑楼板结构建筑的碰撞调谐质量阻尼器包括固定系统，底板8，固定螺栓9，楼板10；碰撞调谐质量阻尼器2，加劲肋顶板1，碰撞耗能材料2，质量块3，紧锁螺母M124，弹簧一5，导向杆6，弹簧二7；
底板8和螺栓9固定螺栓将碰撞调谐质量阻尼器连接到建筑结构构件；碰撞耗能材料2粘贴在加劲肋顶板1及底板8表面，质量块3与碰撞耗能材料2之间留有缝隙；导向杆6的一端焊接固定在底板8上，导向杆6的另外一端通过锁紧螺母4固定在加劲肋顶板1上；弹簧二7、质量块3、弹簧一5依次穿过导向杆6；弹簧二7的一端连接底板8，一端连接质量块3；弹簧一5的一端连接质量块3，一端连接顶板1；质量块3内芯通过滑动滚珠在导向杆6上滑动。
所述的加劲肋顶板1为实心Q390钢制加劲肋板，质量3块为内有圆柱孔的圆柱铁块。
质量块3的内芯有不锈钢材质的滑动滚珠，表面涂抹润滑材料。
导向杆6为不锈钢材质的圆柱体，光滑平直，表面涂抹润滑材料。
碰撞耗能材料2包括而不限于粘弹性材料、形状记忆合金。
碰撞阻尼器的质量块3的总质量为楼板系统结构总质量的1％-5％，单个阻尼器质量块3的质量根据楼板系统中阻尼器的个数确定。
弹簧5、7处于平衡位置时，质量块3与上下碰撞耗能材料2均稍留有间隙，不受挤压。
碰撞调谐质量阻尼器的工作频率调节至楼板系统的竖向振动频率。
2、功能部件
1)楼板
楼板10可适用于用于机电楼板、设备楼板、供水楼板等多种材料、多种形状的楼板。
2)底板
底板9可根据质量块的结构尺寸进行加工而成。通过螺栓与楼板相连接，同时将碰撞耗能材料粘贴于底板顶部，导向杆焊接固定在底板上。
3)加劲肋顶板
加劲肋顶板1为实心Q390钢制加劲肋板，通过固定螺栓9固定在楼板10上，其截面根据应稍大于碰撞耗能材料截面。
4)碰撞耗能材料
碰撞耗能材料2可用各种阻尼耗能材料，包括橡胶、泡沫塑料、针织棉等粘弹性材料和形状记忆合金等材料。其截面应稍大于碰撞质量块碰撞面的截面。
5)质量块
单个质量块3为圆柱体铁块，其内部嵌有滑动摩擦很小的滚动钢珠，其质量确定方法为所有阻尼器质量块的总质量为楼板系统结构总质量的1％-5％，单个阻尼器质量块的质量根据楼板系统中阻尼器的个数确定。
6)弹簧
弹簧5、6的刚度经过计算确定，使阻尼器工作频率调谐为楼板系统振动频率。根据调谐频率和质量块质量，可计算出弹簧所需要的刚度。
7)导向杆
导向杆7为不锈钢材质的圆柱体，光滑平直，表面涂抹润滑材料。导向杆的外表面与质量块内部嵌入的滚动钢珠之间形成摩擦很小的滑动面，共同组成滑动对。目前市面上有成品导向杆和滑动块出售。
3、工作机理
当地震或者大风作用于结构时，楼板系统1出现振动。这时安装于楼板10上的碰撞调谐质量阻尼器开始工作。由于碰撞调谐质量阻尼器的工作频率已被调谐至楼板系统10的振动频率，输入楼板系统10的能量被传递至碰撞调谐质量阻尼器。质量块3先压缩/拉升弹簧5/7，动能转化为弹簧势能；然后质量块3被弹回，当弹簧5/7从受压/受拉回复至平衡状态时，弹簧势能完全转化为质量块3动能；这时，质量块3撞击在碰撞耗能材料2，碰撞中动能被大量耗散。这样，一方面，碰撞调谐质量阻尼器通过频率调谐，吸收传递至楼板系统的结构动能，起到传统调谐质量阻尼器的功能；另一方面，质量块在工作时与碰撞耗能材料产生碰撞，消耗输入的动能，增大系统的阻尼；两方面的共同作用，可有效地抑制建筑楼板系统的振动，提高楼板系统的安全性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：包括固定系统、碰撞调谐质量阻尼器；固定系统包括底板和固定螺栓；碰撞调谐质量阻尼器包括加劲肋顶板、碰撞耗能材料、质量块、锁紧螺母M12、导向杆和弹簧；底板和固定螺栓将碰撞调谐质量阻尼器连接到建筑结构构件；碰撞耗能材料粘贴在加劲肋顶板及底板表面，质量块与碰撞耗能材料之间留有缝隙；导向杆的一端焊接固定在底板上，导向杆的另外一端通过锁紧螺母固定在加劲肋顶板上；弹簧二、质量块、弹簧一依次穿过导向杆；弹簧二的一端连接底板，一端连接质量块；弹簧一的一端连接质量块，一端连接顶板；质量块内芯通过滑动滚珠在导向杆上滑动。
2.如权利要求1所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：所述的加劲肋顶板为实心Q390钢制加劲肋板，质量块为内有圆柱孔的圆柱铁块。
3.如权利要求2所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：质量块的内芯有不锈钢材质的滑动滚珠，表面涂抹润滑材料。
4.如权利要求3所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：导向杆为不锈钢材质的圆柱体，光滑平直，表面涂抹润滑材料。
5.如权利要求1所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：碰撞耗能材料包括而不限于粘弹性材料、形状记忆合金。
6.如权利要求5所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：碰撞阻尼器的质量块的总质量为楼板系统结构总质量的1％-5％，单个阻尼器质量块的质量根据楼板系统中阻尼器的个数确定。
7.如权利要求6所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：弹簧处于平衡位置时，质量块与上下碰撞耗能材料均稍留有间隙，不受挤压。
8.如权利要求7所述的一种用于建筑楼板结构竖向振动减震的碰撞调谐质量阻尼器，其特征在于：碰撞调谐质量阻尼器的工作频率调节至楼板系统的竖向振动频率。
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