一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统技术方案

一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统，属于建筑结构被动控制技术领域。该系统包括建筑物、调谐大质量块、主弹簧、伴随质量块、伴随弹簧、附加质量块、附加弹簧、转向架、滑动接触轮、转向架销轴和限位块。当地震发生时，建筑物产生水平方向的振动，调谐大质量块因惯性有保持静止的趋势，建筑物上的限位块带动滑动接触轮，使转向架绕转向架销轴转动，带动两侧的附加质量块分别沿竖向上下运动，并且运动方向始终相反，附加质量块的运动惯性力刚好形成一对反作用在建筑物顶部的力偶，其方向与建筑物运动的方向相反，阻碍了建筑物的振动。并且转向架增大了附加质量块竖向振动的加速度，可以提供更大的惯性力偶，对减震起到效率增加数倍的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统
本专利技术属于建筑结构被动控制
，涉及到建筑结构的减震技术，特别涉及到一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统。
技术介绍
高层建筑在发生地震时，建筑物的顶部位移较大，结构的惯性力会传递给建筑物的根部，造成根部承受较大的弯矩和剪力。目前通常的减震方法有：(1)在建筑物的基础与地基之间采用隔震支座或隔震阻尼；(2)采用常规的调谐质量阻尼器(TMD)；(3)在建筑结构上设置阻尼器或其他耗能构件。虽然上述减震措施具有一定的减震功能，但由于建筑物通常相对刚度较小而质量很大，地震减震效果不理想。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统，包括调谐大质量块、主弹簧、伴随质量块、伴随弹簧、附加质量块、附加弹簧、转向架、滑动接触轮、转向架销轴、限位块等构造，可以有效的减少地震力产生的建筑物顶部的位移，从而减小建筑物根部的弯矩和剪力。本专利技术的技术方案：一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统，包括建筑物1、调谐大质量块2、主弹簧3、伴随质量块4、伴随弹簧5、附加质量块6、附加弹簧7、转向架8、滑动接触轮9、转向架销轴10和限位块11；调谐大质量块2安装在建筑物1的顶端，通过主弹簧3与建筑物1相连接；伴随质量块4通过伴随弹簧5与调谐大质量块2相连接，其作用是对调谐大质量块2本身进行减震；转向架8通过转向架销轴10安装在调谐大质量块2上，并可绕转向架销轴10旋转；转向架8上的滑动接触轮9被限制在限位块11处，限位块11与建筑物1固定；附加质量块6的一端连接在转向架8上，另一端通过附加弹簧7与建筑物1相连；当地震发生时，建筑物1产生水平方向的振动，调谐大质量块2因惯性有保持静止的趋势，建筑物1上的限位块11带动滑动接触轮9，使转向架8绕转向架销轴10转动，进一步带动两侧的附加质量块6分别沿竖向上下运动，并且运动方向始终相反，附加质量块6的运动惯性力刚好形成一对反作用在建筑物1顶部的力偶，其方向与建筑物1运动的方向相反，阻碍了建筑物的振动。转向架8的关键作用是将建筑物1与调谐大质量块2的水平相对运动的一部分转化为附加质量块6的竖向振动，并且增大了竖向振动的加速度，可以提供附加质量块6更大的惯性力偶，对减震起到效率增加数倍的作用。本专利技术的效果和益处是：建筑物在地震时引起的水平振动经过转向架部分转化为附加质量块的竖向振动，附加质量块的运动惯性力刚好形成一对反作用在建筑物顶部的力偶，其方向与建筑物运动的方向相反，阻碍了建筑物的振动。并且转向架增大了附加质量块竖向振动的加速度，可以提供更大的惯性力偶，对减震起到效率增加数倍的作用。附图说明图1是一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统示意图。图中：1建筑物1；2调谐大质量块；3主弹簧；4伴随质量块；5伴随弹簧；6附加质量块；7附加弹簧；8转向架；9滑动接触轮；10转向架销轴；11限位块。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。实施例某建筑物高300米，宽度70米，厚度40米，主体为钢结构。在建筑物1顶部设置重达300t的调谐大质量块2，通过主弹簧3与建筑物1相连接，伴随质量4通过伴随弹簧5与调谐大质量块2相连接，其作用是对调谐大质量块2本身进行减震，转向架8是一个底边大于8倍高度的等边三角形框架，通过转向架销轴10安装在调谐大质量块2上，并可以绕转向架销轴10旋转；转向架8上的滑动接触轮9被限制在限位块11处，限位块11与建筑物1固定；附加质量块6的重量为5t，一端连接在转向架8上，另一端通过附加弹簧7与建筑物1相连。当地震发生时，建筑物1产生水平方向的振动，调谐大质量块2因惯性有保持静止的趋势，建筑物1上的限位块11带动滑动接触轮9，使转向架绕转向架销轴10转动，进一步带动两侧的附加质量块6分别沿竖向上下运动，并且运动方向始终相反，附加质量块6的运动惯性力刚好形成一对反作用在建筑物1顶部的力偶，其方向与建筑物运动的方向相反，阻碍了建筑物的振动。转向架8的关键作用是将建筑物与调谐大质量块2的水平相对运动的一部分转化为附加质量块6的竖向振动，并且增大了竖向振动的加速度，可以提供附加质量块6更大的惯性力偶，对减震起到效率增加数倍的作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统，其特征在于，该转向阻尼力倍增系统包括建筑物(1)、调谐大质量块(2)、主弹簧(3)、伴随质量块(4)、伴随弹簧(5)、附加质量块(6)、附加弹簧(7)、转向架(8)、滑动接触轮(9)、转向架销轴(10)、限位块(11)；调谐大质量块(2)安装在建筑物(1)的顶端，通过主弹簧(3)与建筑物(1)相连接；伴随质量块(4)通过伴随弹簧(5)与调谐大质量块(2)相连接，其作用是对调谐大质量块(2)本身进行减震；转向架(8)通过转向架销轴(10)安装在调谐大质量块(2)上，并可绕转向架销轴(10)旋转；转向架(8)上的滑动接触轮(9)被限制在限位块(11)处，限位块(11)与建筑物(1)固定；附加质量块(6)的一端连接在转向架(8)上，另一端通过附加弹簧(7)与建筑物(1)相连；当地震发生时，建筑物(1)产生水平方向的振动，调谐大质量块(2)因惯性有保持静止的趋势，建筑物(1)上的限位块(11)带动滑动接触轮(9)，使转向架(8)绕转向架销轴(10)转动，进一步带动两侧的附加质量块(6)分别沿竖向上下运动，并且运动方向始终相反，附加质量块(6)的运动惯性力刚好形成一对反作用在建筑物(1)顶部的力偶，其方向与建筑物(1)运动的方向相反，阻碍了建筑物的振动；转向架(8)的关键作用是将建筑物(1)与调谐大质量块(2)的水平相对运动的一部分转化为附加质量块(6)的竖向振动，并且增大了竖向振动的加速度，提供附加质量块(6)更大的惯性力偶，对减震起到效率增加数倍的作用。...

【技术特征摘要】
1.一种高层建筑减震的转向阻尼力倍增系统，其特征在于，该转向阻尼力倍增系统包括建筑物(1)、调谐大质量块(2)、主弹簧(3)、伴随质量块(4)、伴随弹簧(5)、附加质量块(6)、附加弹簧(7)、转向架(8)、滑动接触轮(9)、转向架销轴(10)、限位块(11)；调谐大质量块(2)安装在建筑物(1)的顶端，通过主弹簧(3)与建筑物(1)相连接；伴随质量块(4)通过伴随弹簧(5)与调谐大质量块(2)相连接，其作用是对调谐大质量块(2)本身进行减震；转向架(8)通过转向架销轴(10)安装在调谐大质量块(2)上，并可绕转向架销轴(10)旋转；转向架(8)上的滑动接触轮(9)被限制在限位块(11)处，限位块(11)与建筑物(1)固定；附加质量块(6)的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：檀永刚，周佳贞，张哲，黄才良，王骞，耿铁锁，谭岩斌，黄安明，王云飞，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21