一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列制造技术

一种多摆‑粘性液体‑多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：包括防溢槽、液体容器、质量块、粘性有机液体、钢缆、钢缆悬挂节点、连杆；防溢槽安装在建筑内部的平台上，液体容器安装在防溢槽内，液体容器内盛装有粘性有机液体；钢缆悬挂节点设于液体容器上方，并安装于建筑内部的上部；钢缆一端安装在钢缆悬挂节点上，钢缆另一端安装质量块；多个质量块通过连杆串联连接形成多摆环，多摆环浸没于液体容器内的粘性有机液体中。本发明专利技术具有结构简单、单个质量块质量更小、耗能减振途径多、噪音小等优点。本发明专利技术属于建筑抗震技术领域。

A multi pendulum viscous liquid multi link damper array

The utility model relates to a multi-pendulum viscous liquid multi-link damper array, which is characterized in that the damper array comprises an anti-overflow groove, a liquid container, a mass block, a viscous organic liquid, a steel cable, a cable suspension node, and a connecting rod; an anti-overflow groove is installed on a platform inside a building, a liquid container is installed in an anti-overflow groove, and a liquid container is filled with a viscous liquid. The cable suspension node is located above the liquid container and is installed on the upper part of the building interior; one end of the cable is installed on the cable suspension node; the other end of the cable is installed with mass blocks; multiple mass blocks are connected in series by connecting rods to form multiple pendulum rings, and multiple pendulum rings are immersed in viscous organic liquids in the liquid container. The invention has the advantages of simple structure, smaller mass of a single mass block, more ways of energy dissipation and vibration reduction, and low noise, etc. The invention belongs to the field of building anti-seismic technology.

【技术实现步骤摘要】
一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列
本专利技术属于建筑抗震
，特别涉及一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列。
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(如中国台北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多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列，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。一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列，包括防溢槽、液体容器、质量块、粘性有机液体、钢缆、钢缆悬挂节点、连杆；防溢槽安装在建筑内部的平台上，液体容器安装在防溢槽内，液体容器内盛装有粘性有机液体；钢缆悬挂节点设于液体容器上方，并安装于建筑内部的顶部；钢缆一端安装在钢缆悬挂节点上，钢缆另一端安装质量块；多个质量块通过连杆串联连接形成多摆环，多摆环浸没于液体容器内的粘性有机液体中。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，又利用质量块与粘性有机液体之间的摩擦、粘性有机液体与容器壁之间的摩擦以及单摆与单摆之间发生相对位移使得连杆发生拉伸或压缩进行耗能，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，液体容器为圆柱形液体容器，质量块为球形金属块，连杆和球形金属块均采用不锈钢材质制成；液体容器的高度大于球形金属块的直径，液体容器的直径大于多摆环任意两点之间的最大距离的1.5倍。采用此结构，多摆环能浸没在粘性有机液体中，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2.5倍的球形金属块的直径，液体容器的直径大于4.5倍的球形金属块的直径。采用此结构，更多体积的粘性有机液体除使得多摆环能更完全浸没在粘性有机液体中，还因为增加了粘性有机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，连杆为连杆式阻尼器。采用此结构，利用球形金属块之间的相对位移进行耗能，增加了耗能途径。作为一种优选，粘性有机液体采用在20℃下动力粘度为500～3000mPa·s的粘性有机液体，粘性有机液体为硅油。采用此结构，采用粘滞系数合适的粘性有机液体，能在不影响单摆系统耗能的作用下，能有效增加多摆环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；硅油能提高耗能减震效果，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，钢缆分成4股，锚固于钢缆悬挂节点的圆槽内壁，锚固后，4股糅合成一根总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股糅合而成的总钢缆的强度和安装牢固度更好，系统更稳固。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。作为一种优选，钢缆悬挂节点为四个，均匀分布于安装于建筑内部的顶部的安装架上，每个钢缆悬挂节点上安装有一根钢缆；四个质量块分别安装于四根钢缆上，相邻两个质量块之间通过连杆连接而形成多摆环。采用此结构，设计工作量小，同时分成多个质量块，施工难度降低，单根钢缆的承载要求低，多根钢缆承载更稳定，同时四个质量块构成的多摆环效果好，因此系统更安全、稳定，抑制建筑物内部结构振动更好。相对于单摆，采用多摆环能增加质量块和粘性有机液体的接触面积，提升耗能减震的效果，并且利用多摆环内部的相对位移进一步增加耗能途径，进一步提升耗能减震效果。本专利技术的优点：1、利用多摆环和粘性有机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，又利用质量块与粘性有机液体之间的摩擦、粘性有机液体与液体容器壁之间的摩擦以及单摆与单摆之间发生相对位移使得连杆发生拉伸或压缩进行耗能，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质量块与粘性有机液体以及粘性有机液体与液体容器壁之间的摩擦，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，对用户的干扰小，用户舒适度高。3、相对于单摆阻尼器，采用多个质量块的多摆阻尼器系统单个球形质量块所需的重量更小，施工安装更容易，对单根吊缆的承载力要求更低，系统的安全性更高；采用高强度钢缆，并且4股糅合成一根总钢缆安装一个质量块，钢缆通过钢缆悬挂节点牢固安装，因此下部安装的质量块稳定，工作过程中摆动安全、稳定，也因此整个系统工作更安全、更稳定。4、对于质量块和液体容器，液体容器的高度大于质量块直径的2.5倍，液体容器的直径大于多摆环任意两点之间的最大距离的1.5倍，因此在系统工作中，多摆环能稳定有效浸没在粘性有机液体内，使得摩擦耗能效果好，也因此系统抑制主体结构振动的效果好。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为钢缆和质量块的连接示意图。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-质量块，6-粘性有机液体，7-钢缆，8-钢缆悬挂节点，9-连杆。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多摆‑粘性液体‑多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：包括防溢槽、液体容器、质量块、粘性有机液体、钢缆、钢缆悬挂节点、连杆；防溢槽安装在建筑内部的平台上，液体容器安装在防溢槽内，液体容器内盛装有粘性有机液体；钢缆悬挂节点设于液体容器上方，并安装于建筑内部的顶部；钢缆一端安装在钢缆悬挂节点上，钢缆另一端安装质量块；多个质量块通过连杆串联连接形成多摆环，多摆环浸没于液体容器内的粘性有机液体中。

【技术特征摘要】
1.一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：包括防溢槽、液体容器、质量块、粘性有机液体、钢缆、钢缆悬挂节点、连杆；防溢槽安装在建筑内部的平台上，液体容器安装在防溢槽内，液体容器内盛装有粘性有机液体；钢缆悬挂节点设于液体容器上方，并安装于建筑内部的顶部；钢缆一端安装在钢缆悬挂节点上，钢缆另一端安装质量块；多个质量块通过连杆串联连接形成多摆环，多摆环浸没于液体容器内的粘性有机液体中。2.根据权利要求1所述一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：液体容器为圆柱形液体容器，质量块为球形金属块，连杆和球形金属块均采用不锈钢材质制成；液体容器的高度大于球形金属块的直径，液体容器的直径大于多摆环任意两点之间的最大距离的1.5倍。3.根据权利要求2述一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：液体容器的高度大于2.5倍的球形金属块的直径。4.根据权利要求1或3种多摆-粘性有机液体-多连杆式阻尼器阵列，其特征在于：粘性有机液体为硅油。5.根据权利要求1述一种多摆-粘性液体-多连杆式阻尼器阵列...

【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