[发明专利]粘滞阻尼器的旋转式放大出力装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘滞阻尼器的阻尼力放大装置，特别适用于在地震多发区的大型土木工程结构中采用，以有效控制结构的地震响应，减小地震灾害，也可以应用于降低结构的风振响应。

背景技术

地震是危及人民生命财产的突发式自然灾害，在世界范围内造成了非常惨重的生命财产损失，而我国是世界上的多地震国家之一。如1976年7月28日的河北唐山大地震，震级7.8级，死亡达24万余人，强震区内的房屋、工业厂房与设备、城市建设、交通运输、水电设施等都受到极其严重的破坏。2008年5月12日的四川汶川8.0级大地震，更是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震。这些震害给国家和人民的生命财产造成了巨大损失。在国外，如1994年美国Northridge地震，震级仅6.7级，却导致经济损失200亿美元；1995年的日本阪神大地震，震级7.2级，死亡5466人，城市经济总损失达到1000亿美元。巨大的生命财产损失使得全世界抗震工作者纷纷研究和思考新的有效抗震措施。实践证明，为了减轻地震灾害，必须大力进行抗震设防工作，而结构减隔震技术是减小工程结构地震灾害的有效途径之一。

工程结构减震的基本原理是利用特制减震构件或装置，使之在强震时率先进入塑性区，产生大阻尼，大量消耗进入结构体系的能量。为此国内外技术人员已研制并开发了许多类型的减震装置，粘滞流体阻尼器就是其中最为常见的减震装置之一。

采用消能减震技术的关键是研制出性能良好的消能杆件或消能装置。粘滞流体阻尼器就是这样一种减振装置，它一般由缸体、活塞、阻尼孔、阻尼材料和导杆等部分组成，活塞可在缸筒内作往复运动，活塞上开有适量小孔作为阻尼孔，缸筒内装满流体阻尼材料。流体阻尼器对结构进行振动控制的机理是当活塞与缸筒之间发生相对运动时，由于活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔中通过，从而产生阻尼力，将结构振动的部分能量通过阻尼器中粘滞流体阻尼材料的粘滞耗能耗散掉，达到减小结构振动（地震或风振）反应的目的。

粘滞流体阻尼器属于速度相关型阻尼器。根据新修订的我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定，这种消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量，可按下式估算：

Wcj=(2π2/T1)C1cos2θjΔuj2]]>

式中，Δu_j是第j个消能器两端的相对水平位移，也即层间水平位移。因此消能器的消能效果与层间水平位移的平方成正比。

多高层建筑中，任一楼层的楼层剪力等于作用在该楼层以上各层水平力之和。在这些水平力中，由消能器产生的水平阻尼力与水平地震力的方向相反，减小了楼层剪力。因此，把消能器布置在比较高的楼层内，将使受益的楼层数量增多，从而提高结构的整体减震效果。

然而，对于框架结构和框架—剪力墙结构，其顶部和上部楼层的层间位移相对较小，如果在这些楼层布置阻尼器，则耗能效果并不理想。特别是，在有些结构中，其各层间位移均较小，此时粘滞阻尼器的减震效果将十分有限。

本专利针对这些问题，提出了一种新型的粘滞阻尼器的阻尼力放大装置，该装置通过力学原理，放大了由楼层相互错动而带动的阻尼器的位移，使阻尼器的等效阻尼系数大大提高，使粘滞流体阻尼器即使在层间位移很小的楼层中，也能发挥良好的作用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种在层间位移很小的楼层中也能使粘滞流体阻尼器发挥较大作用的阻尼力放大装置，可广泛应用于需要进行减震设计的各类大型工程结构当中。

技术方案：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：