一种调谐惯质阻尼支座制造技术

本发明专利技术公开了一种调谐惯质阻尼支座，包含均位于第一安装板和第二安装板之间的位移相关型隔震装置、速度相关型阻尼器和限位止挡，所述速度相关型阻尼器并联有弹簧元件并串联有惯容器，所述限位止挡的限位方向垂直于所述速度相关型阻尼器的变形方向。本装置采用两种耗能装置共同耗能，并且在较小位移时能进行自复位，较大作用力时能产生较大的阻尼力进行耗能，惯容器能够提高支座的耗能效果；同时，通过增设所述弹簧元件来使耗能组件的频率调整至主结构频率附近进一步提高耗能能力；另外，还能够实现双向的位移变形限制，本装置能够在不增加位移变形的前提下有效提高支座的耗能效果，结构简单，占用空间小，可靠性好，具有广泛的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种调谐惯质阻尼支座


[0001]本专利技术涉及结构减隔震
，特别涉及一种调谐惯质阻尼支座。

技术介绍

[0002]从历史来看，每次大规模地震都会造成严重的结构破坏和人员伤亡。如何使结构在地震作用下减小损伤甚至不发生损伤是工程抗震研究者的一个重要的研究内容。结构从最开始的“抗震”发展到现在的“减隔震”。减隔震技术能够明显减小结构在地震作用下的响应，但随着建筑结构的高度和桥梁结构的跨度不断提高，对桥梁或建筑减隔震也提出更高的要求。
[0003]支座作为连接上部结构和下部结构的重要部件，一方面起到竖向支撑的作用，另一方面则起到水平向变形耗能的作用。但仅凭支座减震耗能难以满足结构的地震需求，因此对于大跨度桥梁或高层隔震建筑通常需要在纵向设置阻尼器装置，但阻尼器和支座需要分别安装，施工复杂。支座和传统阻尼器的滞回耗能与其相对变形有关，当变形较大时，容易引起主梁震后的永久性位移，造成震后难以修复。当支座变形较小时，耗散能力差，下部结构内力较大，增加了桥墩进入塑性破坏的风险。其次，传统的阻尼器耐久性差，容易发生漏油而导致阻尼失效。
[0004]因此，如何进一步提高目前的减隔震装置，如何将支座和阻尼装置进行合理设计，如何在结构变形较小时耗散较多的能量，如何提高阻尼器的耐久性，是亟需探索的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有的支座为提高耗能性能必须提高结构变形能力，容易造成主梁震后的永久性位移而难以修复的上述不足，提供一种调谐惯质阻尼支座。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种调谐惯质阻尼支座，包含：
[0008]位移相关型隔震装置，设于第一安装板和第二安装板之间；
[0009]速度相关型阻尼器，并联有弹簧元件并串联有惯容器，所述速度相关型阻尼器和惯容器分别连接所述第一安装板和第二安装板；
[0010]限位止挡，设于所述第一安装板和第二安装板之间，所述限位止挡的限位方向垂直于所述速度相关型阻尼器的变形方向。
[0011]在桥梁上使用时，所述速度相关型阻尼器的变形方向宜沿纵桥向设置。
[0012]采用本专利技术所述的一种调谐惯质阻尼支座，包含位移相关型隔震装置和速度相关型阻尼器两种耗能装置，在第一安装板和第二安装板发生相对位移时，二者能够共同耗能，并且所述位移相关型隔震装置能够便于针对因温度变化产生的较小位移进行自复位，所述速度相关型阻尼器能够便于在地震作用下产生较大的阻尼力进行耗能，二者结合能够起到混合耗能的双重耗能效果；在速度相关型阻尼器上串联有惯容器，而惯容器具有负刚度效应，在第一安装板和第二安装板发生位移时，能够对所述速度相关型阻尼器两端的相对位
移起到放大作用，从而提高所述速度相关型阻尼器的耗能效果，进而提高支座的耗能效果；同时，所述速度相关型阻尼器还并联有所述弹簧元件，所述弹簧元件根据需要进行选用设置，通过增设所述弹簧元件来使耗能组件的频率调整至主结构频率附近，从而使支座能够耗散更多能量；另外，还配设有限位方向与耗能方向垂直的所述限位止挡，与所述惯容器分别实现双向的位移限制，本装置能够在不增加位移变形的前提下有效提高支座的耗能效果，结构简单，占用空间小，可靠性好，具有广泛的应用前景。
[0013]优选的，所述惯容器为滚珠丝杠式惯容器。
[0014]进一步优选的，所述惯容器包含第一丝杠和第一外筒，所述第一丝杠上套设有第一螺母，所述第一螺母外侧套设有飞轮，所述飞轮两侧均设有第一推力轴承，所述第一推力轴承远离所所述飞轮一侧具有连接板，所述连接板固定连接所述第一外筒。
[0015]采用上述设置方式，两侧的所述第一推力轴承能够限制所述飞轮和第一螺母的直线运动，使其只能进行旋转运动，大大提高工件工作的灵活性，使用较小力道，方可带动工件直接驱动，滚动噪音低，惯性小，利于避免丝杆自重引起的下垂，保证装置长期使用的可靠性。
[0016]进一步优选的，所述第一丝杠穿设连接惯容器安装座，所述惯容器安装座的安装孔与第一丝杠之间具有橡胶圈。
[0017]采用上述设置方式，能够当支座发生竖向或横向位移时，在一定程度上能够保护惯容器的丝杠或阻尼器的活塞杆不发生屈曲，从而有效保护惯容器和阻尼器，提高装置的耐久性，利于降低维保成本。
[0018]优选的，所述限位止挡包含限位槽和挡块，所述挡块的长度大于所述限位槽的长度，初始状态下，所述挡块与所述限位槽槽壁均有间隙。
[0019]进一步优选的，所述挡块和所述限位槽槽壁均设有缓冲层。
[0020]设置的所述缓冲层具有较好的缓冲能力，对所述挡块自身起到了很好的保护作用，延长装置使用寿命。
[0021]优选的，所述位移相关型隔震装置为板式橡胶支座，所述速度相关型阻尼器为电涡流阻尼器。
[0022]进一步优选的，所述板式橡胶支座为矩形叠层橡胶支座。
[0023]以更好的增加支座的承压面积和承载能力。
[0024]进一步优选的，所述板式橡胶支座相对两侧分别设有一个所述电涡流阻尼器，两个所述电涡流阻尼器的变形方向相同，所述电涡流阻尼器为滚珠丝杠式电涡流阻尼器，所述电涡流阻尼器包含第二丝杠和第二外筒，所述第二丝杠上套设有第二螺母，所述第二螺母外侧套设有导体圆盘，所述导体圆盘两侧具有背铁，所述背铁朝向所述导体圆盘的一侧设有永磁体，所述第二螺母与背铁之间具有第二推力轴承，所述背铁连接所述第二外筒，所述第二丝杠通过法兰连接所述惯容器，所述弹簧元件套设于所述第二丝杠伸出所述第二外筒以外部分的外侧，所述弹簧元件一端连接于所述第二外筒、另一端连接于所述惯容器。
[0025]所述电涡流阻尼器采用双边布置，所述第二推力轴承也能限制所述第二螺母的直线运动，使其只能进行旋转运动。
[0026]进一步优选的，通过如下步骤设计：
[0027]根据竖向承载力确定所述板式橡胶支座的厚度和承压面积，得到所述板式橡胶支
座的水平向剪切刚度k1；
[0028]根据调谐惯质阻尼支座的安装空间和上部结构质量m1确定所述惯容器的表观质量m
e
，质量比μ＝m
e
/m1，μ取0.001～0.2；
[0029]根据质量比μ和板式橡胶支座的水平向剪切刚度k1，确定所述弹簧元件的最优弹簧刚度k
e
和所述电涡流阻尼器的最优阻尼c
e
，
[0030]其中，
[0031]采用上述设计方法设计的调谐惯质阻尼支座，在使用时可直接根据竖向承载力选取，即已知上部结构质量的情况下直接确定最优隔震效果的支座。相较于现有技术中确定支座后再优化阻尼器的传统设计过程，本专利技术有效节省了单独对支座和阻尼器进行分别选型和对阻尼器进行设计的过程，提高了工程效率，在提高隔震耗能的同时降低了时间和额外设计所带来的成本。
[0032]综上所述，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]1、采用本专利技术所述的一种调谐惯质阻尼支座，两种阻尼器能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，包含：位移相关型隔震装置(3)，设于第一安装板(1)和第二安装板(2)之间；速度相关型阻尼器(4)，并联有弹簧元件(5)并串联有惯容器(6)，所述速度相关型阻尼器(4)和惯容器(6)分别连接所述第一安装板(1)和第二安装板(2)；限位止挡，设于所述第一安装板(1)和第二安装板(2)之间，所述限位止挡的限位方向垂直于所述速度相关型阻尼器(4)的变形方向。2.根据权利要求1所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述惯容器(6)为滚珠丝杠式惯容器。3.根据权利要求2所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述惯容器(6)包含第一丝杠(61)和第一外筒(62)，所述第一丝杠(61)上套设有第一螺母(63)，所述第一螺母(63)外侧套设有飞轮(64)，所述飞轮(64)两侧均设有第一推力轴承(65)，所述第一推力轴承(65)远离所所述飞轮(64)一侧具有连接板，所述连接板固定连接所述第一外筒(62)。4.根据权利要求3所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述第一丝杠(61)穿设连接惯容器安装座(66)，所述惯容器安装座(66)的安装孔与第一丝杠(61)之间具有橡胶圈(67)。5.根据权利要求1所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述限位止挡包含限位槽(71)和挡块(72)，所述挡块(72)的长度大于所述限位槽(71)的长度，初始状态下，所述挡块(72)与所述限位槽(71)槽壁均有间隙。6.根据权利要求5所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述挡块(72)和所述限位槽(71)槽壁均设有缓冲层(73)。7.根据权利要求1
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6任一所述的一种调谐惯质阻尼支座，其特征在于，所述位移相关型隔震装置(3)为板...

【专利技术属性】
技术研发人员：华旭刚，台玉吉，陈政清，黄智文，王雷，严爱国，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：