[发明专利]一种阻尼自动调节的粘滞流体阻尼器

说明书

本发明公开了一种阻尼自动调节的粘滞流体阻尼器，包括缸体、盖板、导杆、第一活塞、隔板、第二活塞、挡板、顶杆、步进电机和外壳，缸体上有第一通气孔，缸体的侧壁中部有顶杆孔，盖板上设置第二通气孔，缸体的开口端与盖板固定连接，导杆与第二活塞和第一活塞固定连接，导杆和与导杆固定连接的第二活塞和第一活塞可沿缸体纵向滑动，缸体、第一活塞、第二活塞围成的腔室内充满粘滞流体，隔板固定于缸体内部，隔板上有阻尼孔和挡板孔，步进电机与外壳固定连接，步进电机的内部集成有阻尼自动调节系统。本发明能根据结构的振动情况对粘滞流体阻尼器的阻尼进行实时、在线、自动和精准调节，实现对建筑结构在不同地震作用下振动的最有效控制。

技术领域

本发明属于粘滞流体阻尼器领域，具体为一种用于减小建筑物振动的阻尼自动调节的粘滞流体阻尼器。

背景技术

我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位，受太平洋板块、印度板块和菲律宾板块的挤压，地震活动呈现频度高、强度大、震源浅、分布广的特点，是一个受地震严重威胁的国家。从上世纪到现在，我国共发生五级以上地震3000余次，六级以上地震800余次，8级以上地震11次，波及31个省市。随着我国经济的发展，一大批高层和超高层建筑在全国各地兴建。这些建筑具有高柔性，在地震作用下，极易产生剧烈的振动，影响结构的正常使用，甚至造成结构突然倒塌。因此，如何控制建筑结构在地震作用下的振动，避免建筑结构由于地震作用而发生倒塌，成为高层建筑设计亟待解决的关键问题。

耗能减振技术是一种减轻建筑结构地震破坏的有效措施，已成为现代城市建筑结构振动控制的主要方法。粘滞流体阻尼器是一种在油缸腔室内充满高粘度粘滞流体，利用粘滞流体通过挡板阻尼孔产生的阻尼力来耗散地震能量的耗能减振装置。相比于其他耗能减振装置，粘滞流体阻尼器具有无需外部能源、耗能能力强、减振效果好、价格低廉、安装方便等优点，已逐渐成为土木工程领域常用的振动控制装置。

目前已有的大部分粘滞流体阻尼器的阻尼孔大小固定，一旦安装于结构后，其提供的阻尼力便不可改变。然而，地震作用和建筑结构纷繁复杂、多种多样，同一建筑结构在不同地震作用下的振动特性差别巨大，提供固定阻尼力的粘滞流体阻尼器难以减小建筑结构在不同地震作用下的振动响应。虽然也有部分学者提出了一些阻尼可调的粘滞流体阻尼器，但是这些粘滞流体阻尼器均采用外置机械开关来控制阻尼孔的大小，具有调节速度慢、不能实现自动化、调节精度差、可靠性低、外置油路容易损坏等缺点。地震作用一般都在极短的时间内完成，依靠机械开关往往难以根据结构当前的振动情况而瞬间完成阻尼的调节。因此，有必要提出能够根据结构振动情况进行实时、自动阻尼调节的粘滞流体阻尼器，以保证粘滞流体阻尼器对于建筑结构的各种地震响应均具有良好的能量耗散和振动控制效果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种阻尼自动调节的粘滞流体阻尼器，它能根据结构的振动情况对粘滞流体阻尼器的阻尼进行实时、在线、自动和精准调节，实现对建筑结构在不同地震作用下振动的最有效控制。

技术方案：本发明所述的一种阻尼自动调节的粘滞流体阻尼器，包括缸体、盖板、导杆、第一活塞、隔板、第二活塞、挡板、顶杆、步进电机和外壳，缸体的底板上有第一通气孔，缸体的侧壁中部有顶杆孔，盖板的中上部设有第二通气孔，缸体的开口端与盖板固定连接，导杆从右至左依次穿过盖板、第二活塞、隔板和第一活塞，导杆与第二活塞和第一活塞固定连接，导杆和与导杆固定连接的第二活塞和第一活塞可沿缸体纵向滑动，隔板与缸体固定连接，缸体、第一活塞、第二活塞围成的腔室内充满粘滞流体，隔板上有垂直于隔板平面的阻尼孔和平行于隔板平面的挡板孔，顶杆孔设置在缸体的侧壁中部且垂直于缸体的表面，顶杆孔与挡板孔连通，顶杆分别与步进电机和挡板固定连接，步进电机与外壳固定连接，步进电机的内部集成有阻尼自动调节系统。

外壳固定设置在缸体的外侧壁中部，外壳为环形外壳。缸体与连接杆固定连接，所述连接杆和第一连接耳环固定连接。导杆与第二连接耳环固定连接。顶杆孔和挡板孔的数量相等。阻尼孔沿隔板的对称轴对称布置、沿隔板的环向均匀布置。粘滞流体为硅油或液压油。