本发明专利技术公开了一种超高层建筑限制侧移的阻尼装置,包括安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架、大容积水箱、吊索、反力施加阻摆牵引索、计算机控制器、伺服电机变速输出装置、粘滞阻尼垫、耗能阻尼器、供水软管、加速度传感器,其中,所述吊索用于将所述大容积水箱悬吊在所述刚架上;所述的反力施加阻摆牵引索与所述大容积水箱侧壁连接，用于牵引该大容积水箱产生人为的特定水平摆动;所述耗能阻尼器安装在所述大容积水箱底部，用于反向牵制大容积水箱的摆动。本发明专利技术为超高层建筑提供反向推覆作用,产生谐振现象，达到阻尼减摆;降低水平侧移，满足超高层建筑抗震、防风设计要求，并提高舒适度的装置。
【技术实现步骤摘要】
超高层建筑限制侧移阻尼装置
本专利技术涉及建筑工程领域，具体涉及为超高层建筑提供反向推覆作用,产生谐振现象，达到阻尼减摆;降低水平侧移，满足超高层建筑抗震、防风设计要求，并提高舒适度的装置。
技术介绍
在公知的
，超高层建筑抗震、防风设计，主要依靠其抗侧力构件抵御水平荷载作用下的侧移，通过提高自身刚度达到设计目的。随着超高层建筑的高度越来越高，其自身刚度应相应提高，构件截面尺寸加大；建筑材料消耗越来越多，投资也大幅度提高。在风荷载作用较大的期间内，超高层建筑顶部始终处于反复摇摆状态；影响人体舒适度。在大震作用下，超高层建筑水平侧移值过大，产生较大的位移，导致严重开裂，晃动剧烈并影响人员紧急逃生。因此有必要提出一种新的技术方案来解决此问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种置超高层建筑限制侧移阻尼装置，解决现有技术中，主要依靠建筑自身的刚度，与地震、风荷载等作用硬碰硬，缺乏吸能、耗能和阻尼减震的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种超高层建筑限制侧移的阻尼装置,包括安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架、大容积水箱、吊索、反力施加阻摆牵引索、计算机控制器、伺服电机变速输出装置、粘滞阻尼垫、耗能阻尼器、供水软管、加速度传感器,其中,所述吊索用于将所述大容积水箱悬吊在所述刚架上;所述的反力施加阻摆牵引索与所述大容积水箱侧壁连接，用于牵引该大容积水箱产生人为的特定水平摆动;所述耗能阻尼器安装在所述大容积水箱底部，用于反向牵制大容积水箱的摆动。优选地,所述耗能阻尼器包括缸体、撑杆、活塞、高粘度粘滞体及弹塑性变形元件，所述缸体内装高粘度粘滞体，缸体两端设置弹塑性变形元件。优选地,所述活塞初始位置在缸体正中，且活塞上沿环向均匀成组相对设置数排斜向细孔，供高粘度粘滞体流通。优选地,所述缸体内的活塞两侧设置带限位环的滤网，用于防止弹塑性变形元件在缸体内游移堵住活塞上的斜向细孔，影响高粘度粘滞体正常流过活塞。优选地,所述粘滞阻尼垫安装在所述大容积水箱的两侧，粘滞阻尼垫由若干橡胶球囊彼此粘结成所需宽度，每个橡胶球囊内充高粘度粘滞体，并设置适量的充气小橡胶球。优选地,所述部分橡胶球囊外表面粘贴压力传感器。优选地,所述橡胶球囊的直径在120-180mm之间，较佳为150mm。优选地,所述加速度传感器设置在所述大容积水箱的一侧,不同方向均设置。优选地,所述计算机控制器连接加速度传感器、压力传感器等元件，接收各元件的相应信号后，经运算分析，对伺服电机变速输出装置发出信号，可实现三级伺服电机控制。由于目前超高层建筑主要依靠其抗侧力构件抵御水平荷载作用下的侧移，通过自身刚度以硬碰硬的方式对抗外力及变形，导致结构构件截面尺寸大；建筑耗材料消耗，投资大。相比之下本专利技术具有下述优点：本专利技术提出的超高层建筑限制侧移阻尼装置，通过计算机三级控制伺服电机变速输出牵引力，使大容积水箱产生人为的特定摆动，使其固有振动频率与超高层建筑主体结构的振型频率谐振，消耗主体结构的振动能量，达到降低主体结构振动、限制侧移的目的。通过计算机分别控制在风荷载较小，小震作用；中等风荷载，中震作用；风荷载很大，大震作用等三级外力作用工况下，该限制侧移阻尼装置的工作状态，实现小震不坏、中震可修、大震不倒的设计要求，由于本专利技术具有“以柔克刚”的概念设计理念，可使超高层建筑的自身刚度更趋适中，从而使构件截面尺寸合理；建筑材料消耗降低，节约投资。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提出的超高层建筑限制侧移阻尼装置的结构示意图图2为图1中耗能阻尼器的剖面图；图3为图2中活塞的局部放大图；图4为图1中粘滞阻尼垫的剖面图。图中，1为安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架；2为大容积水箱；3为吊索；4为反力施加阻摆牵引索；5为计算机控制器；6为伺服电机；6a为变速输出装置；7为粘滞阻尼垫；8为耗能阻尼器；9为供水软管；10为加速度传感器；11为活塞；12为高粘度粘滞体；13为滤网；14为弹塑性变形元件；15为撑杆；16为缸体；17为橡胶球囊；18为充气小橡胶球；19为斜向细孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提出的一种超高层建筑限制侧移阻尼装置，包括安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架1、大容积水箱2、吊索3、反力施加阻摆牵引索4、计算机控制器5、伺服电机变速输出装置6、粘滞阻尼垫7、耗能阻尼器8、供水软管9、加速度传感器10。大容积水箱2通过吊索3悬吊在刚架1上，在风荷载、地震作用下产生摆动，安装在大容积水箱2底的耗能阻尼器8，通过内部活塞的往复挤压耗能并产生阻尼，反向牵制大容积水箱2的摆动。在强风或大震作用下，由不同方向设置的加速度传感器10和粘滞阻尼垫7上的压力传感器，向计算机控制器5输入信号，经计算机运算分析，通过指令伺服电机启动，并通过变速输出装置输出的牵引力，由反力施加阻摆牵引索牵引水箱产生特定的较强摆动，限制主体结构的侧移。超高层建筑限制侧移阻尼装置的计算机控制器5，连接加速度传感器10、压力传感器等元件，接收相应信号后，经运算分析，对伺服电机变速输出装置发出信号，可实现三级控制伺服电机。第一级控制为：在风荷载较小，小震作用下，超高层建筑顶部侧移微小，悬吊的大容积水箱摆动相应很小，压力传感器未被触及无信号输入计算机，加速度传感器信号微小，经计算机运算分析，不会指令伺服电机启动。此时仅水箱底部的耗能阻尼器8工作，限制建筑的侧移，另外，水箱内存储的水本身具有波动耗能的性质。第二级控制为：当风荷载达到一定程度，或发生中震时，悬吊的大容积水箱摆动摆动加大，但压力传感器未被触及，加速度传感器信号中等，经计算机运算分析，指令伺服电机启动，并通过变速输出装置输出一定的牵引力，通过反力施加阻摆牵引索牵引水箱产生特定的摆动，降低主体结构的侧移。第三级控制为：在强风或大震作用下，悬吊的大容积水箱摆动摆动剧烈，压力传感器被触及，将压力信号输入计算机，同时加速度传感器信号强，经计算机运算分析，指令伺服电机启动，并通过变速输出装置输出较高的牵引力，由反力施加阻摆牵引索牵引水箱产生特定的较强摆动，限制主体结构的侧移。在前述三级控制下，大容积水箱底部的耗能阻尼器8始终处于工作状态，限制并配合被牵引的大容积水箱特定的摆动，使其固有振动频率与超高层建筑主体结构的振型频率谐振；并使其惯性质量与主体结构振型谐振，消耗主体结构的振动能量，并限制侧移。如图1和图2所示，本实施例中，耗能阻尼器8由缸体16、撑杆15、活塞11、高粘度粘滞体12、弹塑性变形元件14等组成，撑杆15与大容积水箱2箱底连接，缸体16与主体结构连接，撑杆15端部设置活塞11，活塞11初始位置在缸体16正中，缸体16内装高粘度粘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高层建筑限制侧移的阻尼装置,其特征在于:包括安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架(1)、大容积水箱(2)、吊索（3）、反力施加阻摆牵引索（4）、计算机控制器（5）、伺服电机变速输出装置（6）、粘滞阻尼垫（7）、耗能阻尼器（8）、供水软管（9）、加速度传感器（10）,其中, 所述吊索(3)用于将所述大容积水箱悬吊在所述刚架上; 所述的反力施加阻摆牵引索（4）与所述大容积水箱（2）侧壁连接，用于牵引该大容积水箱（2）产生人为的特定水平摆动; 所述耗能阻尼器(8)安装在所述大容积水箱（2）底部，用于反向牵制大容积水箱（2）的摆动。
【技术特征摘要】
1.一种超高层建筑限制侧移的阻尼装置,其特征在于:包括安装在超高层建筑屋面或设备层楼面的刚架(1)、大容积水箱(2)、吊索（3）、反力施加阻摆牵引索（4）、计算机控制器（5）、伺服电机变速输出装置（6）、粘滞阻尼垫（7）、耗能阻尼器（8）、供水软管（9）、加速度传感器（10）,其中,所述吊索(3)用于将所述大容积水箱悬吊在所述刚架上;所述的反力施加阻摆牵引索（4）与所述大容积水箱（2）侧壁连接，用于牵引该大容积水箱（2）产生人为的特定水平摆动;所述耗能阻尼器(8)安装在所述大容积水箱（2）底部，用于反向牵制大容积水箱（2）的摆动。2.根据权利要求1所述的阻尼装置，其特征在于:所述耗能阻尼器(8)包括缸体(4)、撑杆(15)、活塞(11)、高粘度粘滞体(12)及弹塑性变形元件(14)，所述缸体（4）内装高粘度粘滞体（12），缸体两端设置弹塑性变形元件（14）。3.根据权利要求1或2所述的阻尼装置，其特征在于:所述活塞(11)初始位置在缸体（4）正中，且活塞(11)上沿环向均匀成组相对设置数排斜向细孔，供高粘度粘滞体(12)流通。4.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，
申请(专利权)人：上海思纳建筑规划设计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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