本發(fā)明所屬于土木工程結(jié)構(gòu)耗能減震技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消能減振技術(shù)，是在結(jié)構(gòu)上附加消能減振裝置，附加減振裝置和結(jié)構(gòu)本身共同承擔(dān)地震和風(fēng)振等作用，通過(guò)附加減振裝置的耗能作用從而減小結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力響應(yīng)，保證了結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性和正常使用性等功能要求。本領(lǐng)域慣性減震裝置作為一種加速度依賴型的消能減震裝置，其慣性單元是一種具有質(zhì)量增效能力的兩節(jié)點(diǎn)單元?，F(xiàn)有的質(zhì)量增效的機(jī)制，主要是利用滾珠螺桿和旋轉(zhuǎn)螺母將結(jié)構(gòu)的徑向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而有效地耗散結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，但此類阻尼器機(jī)械加工精度高，其采用的粘滯阻尼耗能單元要求極高的封閉性，腔體內(nèi)壓力高。傳統(tǒng)板式黏滯耗能單元在發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，內(nèi)鋼板在黏滯材料中的滑動(dòng)從而產(chǎn)生與滑動(dòng)速度成正比的阻尼力，但往往在低速下耗能能力不足。
為了解決上述問(wèn)題，給出了本發(fā)明技術(shù)方案，采用傳統(tǒng)的板式黏滯阻尼單元耗散能量，附加設(shè)計(jì)一套或者若干套質(zhì)量增效機(jī)構(gòu)，聯(lián)合構(gòu)成一種新型慣性減震裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種附設(shè)板式黏滯單元的慣性減震裝置。
本發(fā)明需要保護(hù)的技術(shù)方案概括為：
一種附設(shè)板式黏滯單元的慣性減震裝置，包括若干板式黏滯耗能單元、上連接板(1)、下連接板(2)，板式黏滯耗能單元通過(guò)上連接板(1)、下連接板(2)固定于結(jié)構(gòu)墻體體內(nèi)，其特征在于，還設(shè)計(jì)有若干齒輪型慣性單元作為板式黏滯耗能單元的增效機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
1.本發(fā)明由板式黏滯耗能單元、齒輪型慣性單元(即為質(zhì)量增效機(jī)構(gòu)，增大耗能單元耗能能力)、以及安裝連接裝置組成，充分利用齒輪型慣性單元的兩節(jié)點(diǎn)質(zhì)量增效單元吸收振動(dòng)能量，利用板式黏滯阻尼耗能單元耗散能量。
2.通過(guò)慣性減震裝置的增效作用可以有效地提高了板式黏滯阻尼耗能單元的耗能能力，同時(shí)慣性減震裝置能夠有效地轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的輸入能量，降低結(jié)構(gòu)在振動(dòng)作用下的響應(yīng)。
3.齒輪型慣性單元實(shí)際安裝質(zhì)量小，對(duì)裝置部件機(jī)械加工要求低，質(zhì)量增效效果顯著且易于調(diào)節(jié)，能夠提供有效的控制力。
4.本發(fā)明裝置設(shè)置方便靈活，能夠有效吸收并耗散振動(dòng)能量，裝置旋轉(zhuǎn)質(zhì)量小，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)：
1上連接板、2下連接板；
4上部齒板、5下部支撐板、6旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、7旋轉(zhuǎn)軸、8齒輪、9軸承；
3外鋼板；10高粘度液體、11內(nèi)鋼板。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
如圖1所示。
本發(fā)明裝置包括板式黏滯耗能單元、上連接板(1)、下連接板(2)，板式黏滯耗能單元通過(guò)上連接板(1)、下連接板(2)固定于結(jié)構(gòu)墻體體內(nèi)，其特征在于，還設(shè)計(jì)有一個(gè)齒輪型慣性單元(作為實(shí)施例)作為板式黏滯耗能單元的增效機(jī)構(gòu)。
所述板式黏滯耗能單元，采用外鋼板(3)、內(nèi)鋼板(11)和高粘度液體(10)組成，高粘度液體10置于外鋼板(3)的封閉體中，內(nèi)鋼板(11)置入高粘度液體(10)中。內(nèi)鋼板和外鋼板分別與上、下連接板固結(jié)為整體。具體可以設(shè)計(jì)為：外鋼板四周圍成筒狀，內(nèi)置高粘度液體，內(nèi)鋼板插入其中，頂部設(shè)置橡膠等密封材料實(shí)現(xiàn)封閉，內(nèi)鋼板在高粘度液體中運(yùn)動(dòng)。
所述板式黏滯耗能單元，其作用機(jī)理是通過(guò)一種由鋼板在封閉的高粘度阻尼液中運(yùn)動(dòng)，使阻尼液產(chǎn)生剪切變形而產(chǎn)生黏滯阻尼力的阻尼器。
所述齒輪型慣性單元置于上連接板(1)、下連接板(2)之間并通過(guò)其上下兩端分別與上連接板(1)、下連接板(2)固定連接；同時(shí)，該慣性單元左右兩側(cè)布置兩組金屬屈服耗能單元(3)(作為實(shí)施例)。
所述齒輪型慣性單元包括上部齒板(4)、下部支撐板(5)、齒輪(8)、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(6)、旋轉(zhuǎn)軸(7)和軸承(9)，結(jié)構(gòu)為：
上部齒板(4)、齒輪(8)、下部支撐板(5)三者位置相對(duì)應(yīng)；
所述上部齒板(4)頂部與所述上連接板(1)固定，其下部邊緣設(shè)有外齒用于與齒輪(8)咬合傳動(dòng)；
齒輪(8)外套在旋轉(zhuǎn)軸(7)上，旋轉(zhuǎn)軸(7)在兩端設(shè)有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(6)，旋轉(zhuǎn)軸(7)在其中點(diǎn)處再設(shè)置軸承(9)，并通過(guò)該軸承(9)將整個(gè)旋轉(zhuǎn)軸體安裝固定于下部支撐板(5)的頂部，下部支撐板(5)底部固定于下連接板(2)上。
基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)上部齒板(4)相對(duì)于下部支撐板(5)發(fā)生相對(duì)水平位移時(shí)，同時(shí)發(fā)生:
一、上部齒板(4)帶動(dòng)齒輪(8)繞著旋轉(zhuǎn)軸(7)軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸(7)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與其固定連接的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(6)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度由齒輪(8)和上部齒板(4)的齒數(shù)比值決定。齒輪(8)的半徑、齒數(shù)以及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(6)的大小可以根據(jù)質(zhì)量增效的設(shè)計(jì)目標(biāo)靈活調(diào)節(jié)。
二、內(nèi)鋼板(11)可在高粘度液體(10)中運(yùn)動(dòng)，使高粘度液體(10)產(chǎn)生剪切變形而產(chǎn)生黏滯阻尼力。
在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)阻尼器的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，板式黏滯阻尼耗能單元的數(shù)量可以增加，內(nèi)鋼板、外鋼板的面積可以調(diào)整。采用本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，例如通過(guò)焊接、安裝螺栓等方式即可實(shí)現(xiàn)所述板式黏滯耗能單元的上下兩部分分別與上下連接板之間的固定連接。
所述齒輪型慣性單元作為增效機(jī)構(gòu)，設(shè)置的數(shù)量和增效效果也可以根據(jù)增效設(shè)計(jì)需求來(lái)定。當(dāng)需要使用多個(gè)增效機(jī)構(gòu)時(shí)，可以與所述板式黏滯耗能單元依次相間隔設(shè)置；或者集中設(shè)置于兩側(cè)板式黏滯耗能單元的中央位置，使呈整體對(duì)稱布置。
本發(fā)明裝置可以通過(guò)安裝螺栓等方式設(shè)置在結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)。
本發(fā)明還包括安裝連接裝置，由上連接板(1)、下連接板(2)以及安裝螺栓組成，為本領(lǐng)域通用的現(xiàn)有技術(shù)。
以上，本發(fā)明由板式黏滯耗能單元、齒輪型慣性單元、以及安裝連接裝置組成，充分利用齒輪型慣性單元的兩節(jié)點(diǎn)質(zhì)量增效單元吸收振動(dòng)能量，并轉(zhuǎn)移輸入主結(jié)構(gòu)的能量，利用板式黏滯耗能單元耗散能量。在振動(dòng)作用下，板式黏滯耗能單元的耗能能力顯著提升，可以有效地降低結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。