【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构振动控制、地铁所致楼板振动控制，尤其是涉及一种用于竖向减振的分段线性质量阻尼器。
技术介绍
1、1调谐质量阻尼器(tmd)
2、为保证极端荷载(如地震作用、爆炸)作用下工程结构的安全，以及日常荷载(如风荷载、交通轨道振动)作用下建筑结构的舒适度，结构控制技术应运而生。结构控制技术指通过在结构上附加控制装置或改变结构特性(如改变结构刚度、阻尼等)等方法以减小结构振动和加快能量消耗。其中，如图1a所示，调谐质量阻尼器(tuned mass damper，简称tmd)由附加质量1、弹簧部件2和阻尼部件3组成，附加质量通过弹簧部件和阻尼部件与受控结构相连接，弹簧部件的恢复力与附加质量相对结构的位移成线性关系(图1b)。tmd一般安装于结构振动较大处(如高层建筑结构的顶层)，附加质量远小于受控结构质量(质量比约为1～2％)，当tmd的自振频率与结构主要自振频率相调谐时，两者形成共振机制，tmd剧烈振动，消耗能量，使结构的振动迅速减小。通常情况下，先确定tmd附加质量的大小，再通过调节弹簧部件的刚度系数达到所需自振频率。tmd的自振频率ω可由计算得到，其中，m为附加质量大小，k为弹簧部件的刚度系数(即恢复力-位移关系的斜率)。
3、tmd广泛应用于高层高耸结构，如广州电视塔、上海金茂大厦、上海环球金融中心、台北101大楼等，用于减小结构在风荷载作用下的响应，以达到提高结构安全性和舒适度的目的。除直接使用弹簧类构件外，tmd中弹簧部件还可使用摆锤(如台北101中的tmd)等实现，目的均为提供一定大小的
4、2碰撞阻尼器
5、结构控制技术还包括碰撞阻尼器(或冲击阻尼器)。如图2a所示，碰撞阻尼器由单个或多个附加质量1和制动装置2组成，附加质量为自由质量，制动装置固定安装于受控结构，可视为受控结构的一部分。结构振动带动附加质量运动，附加质量往复运动过程中与制动装置(即受控结构)发生碰撞，其恢复力-位移关系具有非光滑的非线性特点，即在碰撞前恢复力极小，碰撞瞬间恢复力迅速增大(图2b)。这种非光滑非线性恢复力能够激发振动能量向高频传递，瞬间消耗大量能量，快速减小结构振动，在广泛的激励大小和振动频率内都具有良好的减振效果。
6、为增加tmd的耗能效率，可在tmd附加质量的一侧或两侧增加制动装置，分别形成单边碰撞tmd或双边碰撞tmd，其组成部件包括附加质量1、弹簧部件2、阻尼部件3和制动装置4(3a-4b)。由于碰撞耗能效果显著，此时tmd可不再额外设置或仅设置少量阻尼装置，降低了安装难度和工程造价。
7、3现有技术缺点
8、地铁引起邻近建筑物振动，造成振动扰民问题。地铁激励下，建筑物中的楼板振动最为剧烈，表现为宽频微幅振动。但现有tmd和碰撞阻尼器对地铁导致的楼板振动却并不适用。
9、首先，地铁激励具有极大的随机性，地铁振动的激励水平和频谱特性受地基沉降、客流量、轮轨磨耗和行驶速度的影响，将发生变化。而随着建筑使用功能和活载的变化，楼板的自振频率也会发生改变。tmd中弹簧部件是线性弹簧(即弹簧的刚度系数不变)，因此tmd只有一个恒定不变的自振频率。当激励频率和主体结构自振频率发生变化时，tmd无法形成有效的共振机制，减振性能大为退化。
10、其次，碰撞阻尼器的碰撞发生在附加质量和受控结构之间，两者之间近乎于刚体与刚体的碰撞，在碰撞瞬间将产生巨大的冲击作用，并伴随发出较大噪音。冲击力将使结构加速度激增，引起人体不适，还可能造成连接件和结构构件的局部损坏，严重影响碰撞阻尼器的使用功能。而噪音问题使得传统碰撞阻尼器在住宅楼、写字楼等安静环境中不具备可行性，难以用于建筑物内的楼板振动控制。
11、此外，地铁激励引起楼板发生竖向微幅振动，装置的振动也在竖向，实际应用中需要考虑装置自身重力的影响；同时，还需要尽可能减小装置高度，避免过度占用建筑的使用空间。现有tmd和碰撞阻尼器大多用于减小结构在水平方向的振动，无法直接用于竖向振动控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，该用于竖向减振的分段线性质量阻尼器能够解决现有技术中存在的问题；
2、本专利技术提供了一种用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其包括梁结构和质量块；
3、用于竖向减振的分段线性质量阻尼器包括成对设置的梁结构，两个成对设置的梁结构对称的分布在质量块的两侧；
4、所述梁结构包括基座、梁板和弹性组件；
5、所述梁板的一端与基座固定连接，梁板的另一端与质量块转动连接；
6、所述梁板靠近质量块的一端上下两侧均设置有弹性组件，并且在常态下，梁板与弹性组件之间存在间距。
7、优选的，所述基座分为上下两个组件；
8、上下两个组件均包括固定端和悬空端，上下两个组件的固定端通过紧固件连接，梁板的一端夹持于两个固定端之间；
9、悬空端朝向梁板的一侧设置有弹性组件。
10、优选的，所述悬空端上设置有槽位，所述弹性组件安装在槽位内。
11、优选的，所述弹性组件的制成材料包括橡胶或弹性体塑料。
12、优选的，位于梁板上下两侧的弹性组件对称分布或者不对称分布。
13、优选的，位于梁板上下两侧的弹性组件数量相同或者不同。
14、优选的，所述梁板的上下面设置有黏弹性材料薄层。
15、优选的，用于竖向减振的分段线性质量阻尼器包括一对梁结构。
16、优选的，用于竖向减振的分段线性质量阻尼器包括多对梁结构，多对梁结构沿质量块的四周分布。
17、优选的，所述质量块为凹形质量块，凹形质量块侧壁上设置有凹槽，梁板延伸至凹槽的底部并与凹槽的底部连接。
18、有益效果：
19、当受控结构(如楼板)无竖向振动时，梁板在质量块的重力作用下发生绕曲，质量块处于静力平衡状态，梁板与弹性阻件无接触。当受控结构发生竖向振动时，基座随受控结构一体振动，并通过梁板带动质量块上下振动，质量块振动过程中快速消耗能量，从而减小受控结构振动。
20、当振动位移较小时，梁板与弹性组件无接触，梁板提供的刚度较小；当振动位移较大时，梁板与弹性阻件发生接触，弹性阻件发生压缩变形，向梁板接触点提供弹性力，此时梁板和弹性阻件共同提供的刚度很大。即质量块在运动过程中初始恢复力较小，随着梁板与弹性阻件接触，恢复力迅速增大，其恢复力-位移关系类似碰撞的非光滑非线性，使装置具有较强的鲁棒性，能够在结构自振频率、激励频率和激励大小变化时，依然保持良好的减振效果。
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1.一种用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，包括梁结构和质量块；
2.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述基座分为上下两个组件；
3.根据权利要求2所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述悬空端上设置有槽位，所述弹性组件安装在槽位内。
4.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述弹性组件的制成材料包括橡胶或弹性体塑料。
5.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，位于梁板上下两侧的弹性组件对称分布或者不对称分布。
6.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，位于梁板上下两侧的弹性组件数量相同或者不同。
7.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述梁板的上下面设置有黏弹性材料薄层。
8.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，用于竖向减振的分段线性质量阻尼器包括一对梁结构。
9.根据权利要求1
10.根据权利要求2所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述质量块为凹形质量块，凹形质量块侧壁上设置有凹槽，梁板延伸至凹槽的底部并与凹槽的底部连接。
...【技术特征摘要】
1.一种用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，包括梁结构和质量块；
2.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述基座分为上下两个组件；
3.根据权利要求2所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述悬空端上设置有槽位，所述弹性组件安装在槽位内。
4.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，所述弹性组件的制成材料包括橡胶或弹性体塑料。
5.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，其特征在于，位于梁板上下两侧的弹性组件对称分布或者不对称分布。
6.根据权利要求1所述的用于竖向减振的分段线性质量阻尼器，...
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