用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱制造技术

本实用新型专利技术公开了用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，包括箱体，箱体内设置有N组结构相同的格栅阻尼单元，N为大于等于1的自然数，N组格栅阻尼单元将箱体分割成N+1个隔腔，相邻的隔腔相贯通，所述的格栅阻尼单元包括外框架、格栅叶片轴和主动格栅叶片，所述的外框架纵向安装在箱体内，所述的格栅叶片轴为竖向安装在外框架上的多根，多根格栅叶片轴等间距一字排列，主动格栅叶片固定安装在格栅叶片轴上，主动格栅叶片的数量与格栅叶片轴的数量相等，所述的格栅叶片轴与外设的伺服电机相连接，所述箱体还设置有两个水箱进出水阀，两个水箱进出水阀呈对角状设置。该水箱能够调整减振阻尼。

【技术实现步骤摘要】
用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱
本技术涉及振动控制
，具体是指用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱。
技术介绍
近年来，随着城市化进程加速，越来越多的人口向城市集中，建筑产业市场呈现爆发式增长，造成城市用地越来越紧张，伴随新材料、新技术、新施工工艺的推广和应用，建筑向轻、高、柔方向发展，城市超高层建筑发展也成为一种必然趋势。随结构高度增加，跨度增大，柔性增强，导致结构在强风作用下产生共振响应，轻则影响人们正常生产、生活振动舒适度要求，重则造成结构严重损伤与破坏。如何提高这些超高层建筑在台风和地震下振动稳定性问题得到了社会各界高度关注。伴随新材料、新结构和新工艺的应用，结构质量越来越轻，刚度越来越小，阻尼越来越低，结构更加轻柔，在风荷载作用下会产生较大的振动和变形，为保证结构的安全和交通的顺畅，如何针对具体建筑采取切实有效的减振措施是结构工程发展的一大挑战。传统方法进行结构的减振非常不经济合理，且无法适应节能、减材料的建筑发展思路。近年来，耗能减振装置已成功地应用到对风作用敏感的高柔结构中，如高层建筑、高耸塔、大跨桥梁等。其目的是控制风作用下的反应,可以大幅度提高建筑结构的振动舒适度。当前土木工程主流的结构减振控制方法是调频质量阻尼器和(调频质量阻尼器缩写为TMD)和调谐液体阻尼器(调谐液体阻尼器缩写为TLD)。其中调谐液体阻尼器为装了一定高度液体的固定尺寸的刚性水箱系统。通过将其固定在被控结构振动最为显著的部位来减振。外荷载激励下结构的运动会带动水箱运动，从而诱发水箱内液体晃动，晃动的液体会对结构产生一个反作用力，当这个力与结构振动位移满足一定的相位关系时，就会耗散结构的振动能量，从而达到抑制结构振动的目的。通过设计TLD的一些参数就会达到对结构控制的最佳效果。对于普通的TLD，为了达到较好的减振效果，需要在不同位置设置较多的水箱，占用空间较多，造价比较高，且减振效果也较为有限。且振动控制效果比较差，其调谐也会因为强烈的非线性而变得非常困难，并且在强激励下会出现碎波，在共振时高阶模态参与振动的比例较大，如果应用在实际工程中还需要进一步的精确设计。
技术实现思路
本技术的目的在于提供用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，该水箱能够调整减振阻尼。本技术的上述目的通过以下技术方案来实现：用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，包括箱体，箱体内储存有水，其特征在于：所述箱体内设置有N组结构相同的格栅阻尼单元，N为大于等于1的自然数，N组格栅阻尼单元将箱体分割成N+1个隔腔，相邻的隔腔相贯通，所述的格栅阻尼单元包括外框架、格栅叶片轴和主动格栅叶片，所述的外框架纵向安装在箱体内，所述的格栅叶片轴为竖向安装在外框架上的多根，多根格栅叶片轴等间距一字排列，主动格栅叶片固定安装在格栅叶片轴上，主动格栅叶片的数量与格栅叶片轴的数量相等，两者呈一一对应关系，所述的格栅叶片轴与外设的伺服电机相连接，伺服电机通过格栅叶片轴来驱动主动格栅叶片转动，通过调整主动格栅叶片的转速和旋转角度，来调整水箱的减振阻尼，所述箱体还设置有两个水箱进出水阀，两个水箱进出水阀呈对角状设置。本技术的主动伺服格栅水箱中，外框架和格栅叶片轴起支撑作用，主动格栅叶片由伺服电机控制一定的转速和旋转角度转动，从而可以调整水箱的减振阻尼。本技术中，所述的N+1个隔腔等分设置，结构相同。本技术中，所述箱体为矩形，所述隔腔也为矩形。本技术中，所述主动格栅叶片通过铆钉固定安装在格栅叶片轴上，或者焊接在格栅叶片轴上。本技术中，所述N为2。与现有技术相比，本技术具有如下显著优点：(1)本技术的水箱在箱中设置主动格栅，能显著提高水箱的阻尼，比单独一个水箱减振效果更明显。(2)本技术的水箱采用伺服电机驱动，通过调整主动格栅叶片的转速和旋转角度，来调整水箱的减振阻尼。(3)本技术的水箱通过测量纯水和设置格栅后的侧壁波高可以看出纯水TLD在晃动时具有很强的非线性特性，而设置格栅后其非线性得到明显的改善。因此纯水TLD具有显著的非线性特性，而格栅TLD可近似采用线性TMD力学模型。附图说明下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱安装在建筑结构上的结构示意图；图2是本技术用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱的整体结构示意图。附图标记说明1为格栅叶片轴，2为主动格栅叶片，3为外框架，4为箱体，5为水箱进出水阀，6为隔腔。具体实施方式如图1、图2所示的用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，该水箱采用现有建筑的储水箱，包括箱体4，箱体4为矩形，箱体4内储存有水，箱体4内设置有2组结构相同的格栅阻尼单元，2组格栅阻尼单元将箱体4分割成3个矩形的隔腔6，3个隔腔6等分设置，结构相同，相邻的隔腔6相贯通，格栅阻尼单元包括外框架3、格栅叶片轴1和主动格栅叶片2，外框架3纵向安装在箱体4内，格栅叶片轴1为竖向安装在外框架3上的多根，多根格栅叶片轴1等间距一字排列，主动格栅叶片2固定安装在格栅叶片轴1上，主动格栅叶片2的数量与格栅叶片轴1的数量相等，两者呈一一对应关系，格栅叶片轴1与外设的伺服电机相连接，伺服电机通过格栅叶片轴1来驱动主动格栅叶片2转动，通过调整主动格栅叶片2的转速和旋转角度，来调整水箱的减振阻尼，箱体4还设置有两个水箱进出水阀5，两个水箱进出水阀5呈对角状设置。本实施例中，主动格栅叶片2通过铆钉固定安装在格栅叶片轴1上，也可以焊接在格栅叶片轴1上。作为本实施例的变换，箱体4内设置有N组结构相同的格栅阻尼单元，N为大于等于1的自然数，比如N为1、2、3……8、9等，N组格栅阻尼单元将箱体4均匀分割成N+1个隔腔6，相邻的隔腔6相贯通。本实施例的水箱，在箱中设置主动格栅，当建筑结构遭受到外界风荷载或者地震荷载的作用时，能显著提高水箱的阻尼，比单独一个水箱减振效果更明显。本技术的主动伺服格栅水箱根据高层建筑振动控制需要，通过控制系统监测建筑在风/地震荷载作用下的加速度，对其振型及频率特性进行识别，对于结构加速度相应超过限制值，迅速控制装置，对水箱分隔内加主动格栅进行控制。该主动伺服格栅水箱针对现有TLD减振阻尼技术上的不足，通过格栅增加水箱减震器阻尼，并对格栅实行主动控制，调整主动格栅叶片2的转速和旋转角度，来调整水箱的减振阻尼，达到满足外部荷载激励的最优阻尼比。本技术的上述实施例并不是对本技术保护范围的限定，本技术的实施方式不限于此，凡此种种根据本技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本技术上述基本技术思想前提下，对本技术上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，包括箱体(4)，箱体(4)内储存有水，其特征在于：所述箱体(4)内设置有N组结构相同的格栅阻尼单元，N为大于等于1的自然数，N组格栅阻尼单元将箱体(4)分割成N+1个隔腔(6)，相邻的隔腔(6)相贯通，所述的格栅阻尼单元包括外框架(3)、格栅叶片轴(1)和主动格栅叶片(2)，所述的外框架(3)纵向安装在箱体(4)内，所述的格栅叶片轴(1)为竖向安装在外框架(3)上的多根，多根格栅叶片轴(1)等间距一字排列，主动格栅叶片(2)固定安装在格栅叶片轴(1)上，主动格栅叶片(2)的数量与格栅叶片轴(1)的数量相等，两者呈一一对应关系，所述的格栅叶片轴(1)与外设的伺服电机相连接，伺服电机通过格栅叶片轴(1)来驱动主动格栅叶片(2)转动，通过调整主动格栅叶片(2)的转速和旋转角度，来调整水箱的减振阻尼，所述箱体(4)还设置有两个水箱进出水阀(5)，两个水箱进出水阀(5)呈对角状设置。

【技术特征摘要】
1.用于建筑结构减振控制的主动伺服格栅水箱，包括箱体(4)，箱体(4)内储存有水，其特征在于：所述箱体(4)内设置有N组结构相同的格栅阻尼单元，N为大于等于1的自然数，N组格栅阻尼单元将箱体(4)分割成N+1个隔腔(6)，相邻的隔腔(6)相贯通，所述的格栅阻尼单元包括外框架(3)、格栅叶片轴(1)和主动格栅叶片(2)，所述的外框架(3)纵向安装在箱体(4)内，所述的格栅叶片轴(1)为竖向安装在外框架(3)上的多根，多根格栅叶片轴(1)等间距一字排列，主动格栅叶片(2)固定安装在格栅叶片轴(1)上，主动格栅叶片(2)的数量与格栅叶片轴(1)的数量相等，两者呈一一对应关系，所述的格栅叶片轴(1)与外设的伺服电机相连接，伺服电机通过格栅叶片轴(1)来驱动主动格栅叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：左太辉，李庆祥，杨仕超，
申请(专利权)人：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44