[发明专利]一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在结构所有方向（水平各向、竖向以及扭转）均能进行调谐耗能减震的阻尼器，属于结构工程的抗震减震技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对于建筑结构的抗震要求也越来越高，同时人们也越来越注意生活在里面的舒适度。地震动是一种复杂的多维运动，地震来临时地面各质点的运动也是复杂多维的，而地震波也是各个方向复杂多样的，地震的多维动力作用导致在地震作用下建筑物结构的动力特性也是多维复杂的，包括建筑物结构的水平各个方向运动、建筑物的上下不规则运动以及建筑物结构的扭转等。

今年来我国及世界各地强震频频发生，而我国及世界有些地区对于建筑物的抗震是远远不够的，结果是造成人类的巨大损失。现在人们研究的用于建筑物结构的阻尼器更注重单个方向的抗震减震，例如水平单方向或两个方向的质量调谐阻尼器，以及颗粒阻尼器等等。然而这些单向或两向阻尼器并不能满足地震多维振动下建筑物结构各个方向的动力减震抗震。一般的调谐系统只针对结构在某一个方向的振动进行独立的减振设计，多维振动控制尤其是竖向和扭转振动控制效果不佳。此外，调谐系统的造价较昂贵，不利于广泛应用。所以开发研制全方位多维的调谐阻尼系统就变得更有工程实际意义。

发明内容

为了改善目前阻尼器只是针对结构在某一个方向的振动进行独立的减振设计，多维振动控制尤其是竖向和扭转振动控制效果不佳的特点和缺陷，本发明提出了一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，本阻尼器具有多维减震、制作简单、布置方便灵活等特点。在地震作用下，该阻尼器能够实现水平各个方向、竖直方向以及水平扭转的耗能减震。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，其特征在于：包括：颗粒阻尼箱体1、颗粒阻尼2竖向隔振弹簧4、粘弹性材料5、钢混支座6、第一球面形钢板7、第二球面形钢板8和滚轮9；底面为球面的圆柱体颗粒阻尼箱体1通过滚轮9与下部的第二球面形钢板8连接；阻尼箱体1内部有颗粒阻尼；2第二球面形钢板8与其下部的第一球面形钢板7之间通过竖向隔振弹簧4进行竖向连接；第一球面形钢板7与最下部的钢混支座6之间由粘弹性材料5进行连接。其中，第一球面形钢板7的上下表面、第二球面形钢板8的上下表面以及钢混支座6上表面曲率相同。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，其特征在于：还包括限位弹簧3和挡板10；挡板10位于颗粒阻尼箱体1的外围，限位弹簧3位于挡板10的内侧。

阻尼器内部滚轮之上的颗粒阻尼箱体及颗粒阻尼构件作为水平向调谐进行减震耗能；竖向隔振弹簧之上的所有构件作为竖向和摇摆向调谐质量进行减震耗能；粘滞性材料铅、钢混支座和弧形钢板所形成的转动体系作为扭转向调谐质量进行减震耗能。从而最终实现阻尼器在所有方向内的减震耗能功能。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，特征在于：所述的颗粒阻尼箱体、颗粒阻尼、滚轮和挡板构成水平调谐，所述的颗粒阻尼的级配颗粒包含主体颗粒和细颗粒其中主体颗粒粒径为50mm～100mm，材料为钢珠，细颗粒粒径为主体颗粒粒径的1/200～1/10，材料为铁粉、铅粉、铜粉。颗粒阻尼在颗粒阻尼箱体内，通过颗粒阻尼自身以及与颗粒阻尼箱体的相互碰撞，实现水平方向的减震耗能。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，特征在于：第二球面形钢板上表面为光滑内球面，滚轮位于颗粒阻尼箱体下部与球面形钢板之间能灵活运动，实现颗粒阻尼箱体在球面形钢板上来回灵活运动，保证在水平方向的减震功能。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，特征在于：挡板内侧的限位弹簧可以保证适当减小挡板的刚度，保证在颗粒阻尼箱体在第二球面形钢板上水平方向来回运动时不至于脱离弧形钢板实现地震时水平方向减震。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，特征在于：所述的竖向隔振弹簧与球面形钢板和球面形钢板之间均为固结，具有足够的刚度和强度，保证地震时竖向减震。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，其特征在于：第一球面形钢板和钢混支座之间通过环形的粘弹性材料的粘弹性以及粘弹性材料与第一球面形钢板及钢混支座的摩擦，确保提供阻尼器的水平抗扭转功能。

所述的一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器，特征在于：阻尼器底部的钢混支座可焊接于楼顶，实现圆锅式全向质量减震阻尼器与楼房等建筑物固结，保证一种颗粒调谐质量式圆底形全向减震阻尼器进行全方位多维减震。