一种单摆-粘性液体联合阻尼器制造技术

一种单摆‑粘性液体联合阻尼器，包括钢缆悬挂节点、钢缆、单摆质量块、液体容器、粘性有机溶液、防溢槽；防溢槽安装于建筑内部的平台上，液体容器置于防溢槽内，液体容器的上部设有若干注液孔，液体容器内添加有粘性有机溶液；钢缆悬挂节点设于建筑内部的上部，且位于液体容器的上方；钢缆首端固定于钢缆悬挂节点上，钢缆末端安装单摆质量块，且单摆质量块浸没于粘性有机溶液内。本发明专利技术具有增强了阻尼器系统抑制主体结构振动的效果、结构简单、施工方便、占用体积和质量更小、噪音小等优点。本发明专利技术属于建筑抗震技术领域。

A single pendulum viscous liquid combined damper

The utility model relates to a simple pendulum viscous liquid joint damper, which comprises a cable suspension node, a steel cable, a simple pendulum mass block, a liquid container, a viscous organic solution and an anti-overflow groove; an anti-overflow groove is installed on a platform inside a building, a liquid container is placed in an anti-overflow groove, a number of injection holes are arranged on the upper part of the liquid container, and a viscous liquid container is added to the liquid container. The cable suspension node is located on the upper part of the building and above the liquid container; the cable head is fixed on the cable suspension node; the cable end is equipped with pendulum mass block, and the pendulum mass block is immersed in the viscous organic solution. The invention has the advantages of enhancing the effect of damper system on restraining vibration of main structure, simple structure, convenient construction, smaller occupied volume and mass, and low noise, etc. The invention belongs to the field of building anti-seismic technology.

【技术实现步骤摘要】
一种单摆-粘性液体联合阻尼器
本专利技术属于建筑抗震
，特别涉及一种单摆-粘性液体联合阻尼器。
技术介绍
高层建筑，特别是超过150m的超高层建筑，在水平方向的荷载效应显著，因此风荷载、地震荷载是结构设计的主要控制性要素。风荷载与地震荷载均为随机荷载，会引起结构振动，在结构上安装阻尼器等适当的减震装置可以有效降低结构振动效应(例如结构的层间侧移、顶部位移、顶部加速度、基底倾覆弯矩和扭矩等)，从而提高结构的抗风、抗震性能。常用的阻尼器包括TMD(TunedMassDamper调谐质量阻尼器)和TLD(TunedLiquidDamper调谐液体阻尼器)。一般情况下，TMD或TLD系统的一阶固有频率需要与结构整体的一阶固有频率较为接近，且TMD或TLD系统的质量需要足够大，以产生足够大的与主体结构振动相位相反的振动，这样TMD或TLD系统由于振动对主体结构产生的力能够有效抑制主体结构振动的振幅，从而达到消能减震的作用。但是常规的TMD或TLD系统往往存在以下问题：(1)TLD系统往往需要较大的质量才能够对结构水平方向振动起到较好的抑制作用，特别是对于结构总质量比较高的高层建筑，往往需要巨大的容器，才能够容纳足够的溶液，既占用空间，施工亦不便利；(2)TMD系统往往也需要较大的质量，一般认为TMD质量需要达到主体结构质量的1％左右，才能起到比较好的减振效果，然而过大的质量给吊装施工带来了较大的难度，同时也增加了结构整体的风险；(3)目前的TMD系统往往上部采用吊杆与主体结构连接，下部采用金属阻尼连杆作为支撑，并与下部结构连接(如台北101大楼TMD振动控制系统)，这样系统的机械构造较为复杂，造价、养护成本均较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种单摆-粘性液体联合阻尼器，它具有结构更简单、体积质量更小、耗能减振效果好、噪音小等优点。一种单摆-粘性液体联合阻尼器，包括钢缆悬挂节点、钢缆、单摆质量块、液体容器、粘性有机溶液、防溢槽；防溢槽安装于建筑内部的平台上，液体容器置于防溢槽内，液体容器的上部设有若干注液孔，液体容器内添加有粘性有机溶液；钢缆悬挂节点设于建筑内部的上部，且位于液体容器的上方；钢缆首端固定于钢缆悬挂节点上，钢缆末端安装单摆质量块，且单摆质量块浸没于粘性有机溶液内。采用此结构，既利用了单摆系统的反向振动转移主体结构的振动能量，又利用单摆质量块与粘性有机液体之间的摩擦以及粘性有机液体与容器壁之间的摩擦进行耗能，从而拓展了耗能途径，增强了阻尼器系统抑制主体结构振动的效果；同时结构简单，施工方便，占用体积和质量更小，且噪音小。作为一种优选，液体容器呈圆柱形，液体容器的上端开口；单摆质量块呈球形；且液体容器的高度大于单摆质量块的直径，液体容器的直径大于单摆质量块的直径。采用此结构，单摆质量块能浸没在粘性有机溶液中，能更多地利用单摆质量块和粘性有机液体之间的摩擦进行耗能，提升耗能减震效果。作为一种优选，液体容器的高度大于1.5倍单摆质量块的直径。液体容器的直径大于2.5倍单摆质量块的直径。采用此结构，更多体积的粘性有机溶液除使得单摆质量块能更完全浸没在粘性有机溶液中，还因为增加了粘性邮寄液体和液体容器壁之间的摩擦，从而更充分地提升了耗能效果，提高了耗能减震效果。作为一种优选，粘性有机溶液采用在20℃下动力粘度为500～3000mPa·s的粘性有机溶液。采用此结构，采用粘滞系数合适的粘性有机溶液，能不影响单摆系统耗能的作用下，能有效增加单摆质量块与粘性有机液体之间的摩擦以及粘性有机液体与容器壁之间的摩擦，进而增强耗能减震，提高耗能减震效果。作为一种优选，粘性有机溶液为硅油。采用此结构，能同时较好地兼顾单摆减震和粘性有机液体摩擦减震。作为一种优选，钢缆采用抗拉强度为2160MPa的高强度钢丝绳制成。钢缆的公称直径按照单摆质量块的重量计算，要求弹性抗拉力不小于单摆质量块重量的3倍。采用此结构，钢缆的弹性拉力好，能承受极限情况下单摆质量块的运动和受力，保持系统的运行稳定和安全。作为一种优选，钢缆悬挂节点呈十字形，在钢缆悬挂节点的中心处设有一圆槽，圆槽底部设有一圆孔；钢缆悬挂节点架于建筑内部的上层楼面的横梁上。采用此结构，悬挂节点结构简单，结构牢固，能稳定将钢缆固定。作为一种优选，钢缆分成4股，并锚固于钢缆悬挂节点的圆槽内壁，锚固后，4股糅合成一根钢缆从圆槽底部的圆孔穿出。采用此结构，能更稳定地安装钢缆，且4股糅合而成的钢缆的强度和安装牢固度更好，系统更稳固。作为一种优选，单摆质量块采用不锈钢材质制成。采用此结构，耐腐蚀，单摆质量块经久耐用。作为一种优选，液体容器的上部的注液孔和注液管道连接，防溢槽上设有排液孔，排液孔与楼宇排液管道连接。采用此结构，方便注入粘性有机液体，且注入快速；保证溢出液体及时排出，能防止在意外情况下液体容器中的液体外溢。本专利技术的优点：1、利用单摆质量块和粘性液体联合组成用于高层建筑振动控制的阻尼器系统，既利用了单摆系统的反向振动转移主体结构的振动能量，又利用单摆质量块与粘性液体之间的摩擦以及粘性液体与容器壁之间的摩擦进行耗能，从而拓展了耗能途径，增强了阻尼器系统抑制主体结构振动的效果。2、本专利技术中所发生的单摆质量块与粘性液体以及粘性液体与容器壁之间的摩擦，均属于固体与液体之间的摩擦，相比于一般的摩擦摆阻尼比利用固体与固体之间的摩擦来耗能，本阻尼器在工作时几乎不产生噪声，对用户的干扰更小，用户舒适度更高。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为单摆质量块的安装示意图。图3为钢缆悬挂节点的结构示意图。其中，1-防溢槽，2-液体容器，3-排液孔，4-注液孔，5-粘性有机液体，6-单摆质量块，7-钢缆，8-钢缆悬挂节点。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的具体说明。一种单摆-粘性液体联合阻尼器包括钢缆悬挂节点、钢缆、单摆质量块、液体容器、粘性有机溶液、防溢槽；防溢槽安装于平台上，防溢槽的侧壁上设有排液孔，液体容器放置于防溢槽内，液体容器的上部设有注液孔，注液孔的数量为若干，液体容器内添加有粘性有机溶液；钢缆悬挂节点设于液体容器的上方，钢缆的一端锚固于钢缆悬挂节点上，钢缆的另一端固定有单摆质量块，钢缆的长度足够长，使得单摆质量块浸没在粘性溶液中。钢缆悬挂节点呈十字形，钢缆悬挂节点由两根杆体呈十字交叉形式连接而成，在钢缆悬挂节点的中心处设有一圆槽，圆槽底部设有一圆孔；钢缆悬挂节点架于建筑内的上层楼面的横梁上。钢缆分成4股，均匀分布于圆槽内壁上，并锚固于钢缆悬挂节点的圆槽内壁；每一股钢缆通过圆槽内壁锚固于钢缆悬挂节点的杆体内；锚固后，4股糅合成一根钢缆从圆槽底部的圆孔穿出。钢缆采用高强度钢缆，钢缆的弹性极限对应的抗拉力至少为单摆质量块净重的3倍以上，以保证阻尼器系统的安全。在本实施例中，钢缆采用抗拉强度为2160MPa的高强度钢丝绳制成。钢缆的长度应该足够长，以使得单摆质量块浸没在粘性溶液中。在本实施例中单摆质量块为球形金属块。球形金属块的质量可根据高层建筑本身的质量估算，球形金属块的材质可以为耐腐蚀、密度大的材质，优选为不锈钢材质。粘性有机溶液需要满足4个基本条件：粘滞系数较大、不易挥发、燃点较高、无毒性。在本实施例中，粘性有机溶液为硅油。在本实施例中，液体容器呈圆柱形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单摆‑粘性液体联合阻尼器，其特征在于：包括钢缆悬挂节点、钢缆、单摆质量块、液体容器、粘性有机溶液、防溢槽；防溢槽安装于建筑内部的平台上，液体容器置于防溢槽内，液体容器的上部设有若干注液孔，液体容器内添加有粘性有机溶液；钢缆悬挂节点设于建筑内部的上部，且位于液体容器的上方；钢缆首端固定于钢缆悬挂节点上，钢缆末端安装单摆质量块，且单摆质量块浸没于粘性有机溶液内。

【技术特征摘要】
1.一种单摆-粘性液体联合阻尼器，其特征在于：包括钢缆悬挂节点、钢缆、单摆质量块、液体容器、粘性有机溶液、防溢槽；防溢槽安装于建筑内部的平台上，液体容器置于防溢槽内，液体容器的上部设有若干注液孔，液体容器内添加有粘性有机溶液；钢缆悬挂节点设于建筑内部的上部，且位于液体容器的上方；钢缆首端固定于钢缆悬挂节点上，钢缆末端安装单摆质量块，且单摆质量块浸没于粘性有机溶液内。2.根据权利要求1所述一种单摆-粘性液体联合阻尼器，其特征在于：液体容器呈圆柱形，液体容器的上端开口；单摆质量块呈球形；且液体容器的高度大于单摆质量块的直径，液体容器的直径大于单摆质量块的直径。3.根据权利要求2所述一种单摆-粘性液体联合阻尼器，其特征在于：液体容器的高度大于1.5倍单摆质量块的直径。液体容器的直径大于2.5倍单摆质量块的直径。4.根据权利要求1所述一种单摆-粘性液体联合阻尼器，其特征在于：粘性有机溶液采用在20℃下动力粘度为500...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐安，黄镇球，赵若红，傅继阳，吴玖荣，刘爱荣，黄友钦，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44