一种防旋转阻尼杆系统、滑块式阻尼器、钟摆式阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及结构抗风、抗震、阻尼器设计等领域，具体涉及一种防旋转阻尼杆系统、滑块式阻尼器、钟摆式阻尼器。


背景技术：

2.在风荷载作用下，一般高楼会同时在沿着风向，垂直风向和扭转方向上振动。高层建筑由于自身相对刚度低且高空风载荷更突出等原因，必须对风载荷引起的动力学响应加以控制，否则风作用于结构引起结构的变形和振动将极大的影响建筑物使用的舒适性，甚至可能引起结构的整体和局部的破坏。
3.附加阻尼成为最有效地控制建筑运动的方法，其中常见的一种形式是调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器通常主要安放在建筑物的较高层位置，是钟摆形式运作，它是一个几百吨重的大铁球或混凝土块，四边用弹簧连接，由质块、弹簧与阻尼系统组成。当有外力传于建筑物。建筑物的摆动会将能量传到阻尼器，令其同时摆动，经过计算的阻尼器会产生相反的摆动，这相反的摆动刚好与建筑物的摆动不同，将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，所以可令建筑物本身的摆动减少，以达到减震作用。另有“滑块式”调谐质量阻尼器，与“钟摆式”相比，取消了上部吊置装置，利用其自身惯性滑动，节省了安装空间。
[0004]“钟摆式”、“滑块式”调谐质量阻尼器，原理均涉及到大型质量块的运动，质量块在运动过程中，不仅会产生空间摆动，且由于大楼自身扭转模态的影响，还有可能会产生自转。若自转幅度过大，则会导致整个阻尼器体系产生扭转，总而损坏或减弱阻尼器效果。
[0005]
因此，针对调谐质量阻尼器，发明一种质量块防旋转装置，对限制质量块运动时的自转，使之更规则地进行运动，且对建筑旋转模态进行消能，是十分重要的。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防旋转阻尼杆系统、滑块式阻尼器、钟摆式阻尼器。
[0007]
本技术的方案如下：
[0008]
一种防旋转阻尼杆系统，其包括：2个以上平行设置的阻尼杆、交叉回油管、
[0009]
其中，阻尼杆的数量为2个以上，所述阻尼杆包括：阻尼杆缸体、阻尼杆活塞杆、活塞杆端部球铰、阻尼杆缸体端部球铰，所述的阻尼杆活塞杆能够相对于所述阻尼杆缸体伸缩；初始条件下，阻尼杆的伸长量均保持相等；
[0010]
其中，每个阻尼杆之间均通过交叉回油管连接，所述交叉回油管为软管，交叉回油管与阻尼杆缸体相通，液压油能够通过交叉回油管流动，在阻尼杆伸缩时，交叉回油管能够实现两个或多个阻尼杆内部油压平衡，即通过交叉回油管的设置，在2个或多个阻尼杆进行伸缩运动时，伸缩距离相等；
[0011]
其中，所述阻尼杆缸体端部球铰设置在所述阻尼杆缸体的端部，所述活塞杆端部
球铰设置在所述活塞杆的端部；
[0012]
在支撑架立柱上安装有球铰座，在质量块上安装有球铰座；
[0013]
所述阻尼杆缸体端部球铰设置在支撑架立柱上安装的球铰座中，所述活塞杆端部球铰设置在质量块上安装的球铰座中。
[0014]
一种滑块式阻尼器，其包括：若干个支撑架立柱、质量块、弧形基座；弧形基座的顶面为球面的一部分；
[0015]
支撑架立柱、弧形基座分别固定在结构的上层、下层；
[0016]
所述质量块与其中1个支撑架立柱之间安装有前述的一种防旋转阻尼杆系统；
[0017]
所述质量块与其他的支撑架立柱之间安装有1个阻尼杆，所述阻尼杆与支撑立柱、质量块均采用球铰连接；
[0018]
质量块滑动设置在所述弧形基座上。
[0019]
进一步，质量块的底部与弧形基座的形状适配。
[0020]
进一步，初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度高。
[0021]
一种钟摆式阻尼器，其包括：吊缆、底部支撑架、质量块；
[0022]
质量块通过吊缆悬挂在结构的上层，底部支撑架安装在结构的下层，
[0023]
在底部支撑架与质量块之间设置前述的一种防旋转阻尼杆系统；
[0024]
在底部支撑架与质量块之间还设置有阻尼杆，所述阻尼杆与底部支撑架、质量块均采用球铰连接；
[0025]
初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度低。
[0026]
本实用新型的优点在于：
[0027]
第一，本实用新型的主要构思是：本装置通过简单的液压杆交叉回油原理，实现活塞杆同步伸缩运动。装置本身不仅是阻尼器阻尼系统的一部分，且能实现质量块防扭转。本装置能通过控制质量块的自转，配合可控油膜质量调谐阻尼器油膜系统，实现对建筑物扭转模态消能，从而抵抗扭转变形。
[0028]
第二，本实用新型的主要构思是：一种滑块式阻尼器，其包括：若干个支撑架立柱、质量块、弧形基座；弧形基座的顶面为球面的一部分；支撑架立柱、弧形基座分别固定在结构的上层、下层；所述质量块与其中1个支撑架立柱之间安装有前述的一种防旋转阻尼杆系统；所述质量块与其他的支撑架立柱之间安装有1个阻尼杆，所述阻尼杆与支撑立柱、质量块均采用球铰连接；质量块滑动设置在所述弧形基座上。质量块的底部与弧形基座的形状适配。初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度高。
[0029]
第三，本实用新型的主要构思是：一种钟摆式阻尼器，其包括：吊缆、底部支撑架、质量块；质量块通过吊缆悬挂在结构的上层，底部支撑架安装在结构的下层，在底部支撑架与质量块之间设置前述的一种防旋转阻尼杆系统；在底部支撑架与质量块之间还设置有阻尼杆，所述阻尼杆与底部支撑架、质量块均采用球铰连接；初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度低。
附图说明
[0030]
下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
[0031]
图1是实施例一的装置平面图。
[0032]
图2是实施例二的“滑块式”阻尼器工作图(立面)。
[0033]
图3是实施例二的“滑块式”阻尼器工作图(平面)。
[0034]
图4是实施例三的“钟摆式”阻尼器工作图(立面)。
[0035]
图5是实施例一的阻尼器防旋转装置原理图。
[0036]
附图1-5中的附图标记说明如下：
[0037]
①‑
防旋转阻尼杆系统；
[0038]
②‑
支撑架立柱；
[0039]
③‑
阻尼杆缸体端部球铰；
[0040]
④‑
第一阻尼杆；
[0041]
⑤‑
阻尼杆缸体；
[0042]
⑥‑
阻尼杆活塞杆；
[0043]
⑦‑
活塞杆端部球铰；
[0044]
⑧‑
交叉回油管；
[0045]
⑨‑
第二阻尼杆；
[0046]
⑩‑
质量块；
[0047]-普通阻尼杆；
[0048]-弧形基座；
[0049]-底部支撑架；
[0050]-吊缆。
具体实施方式
[0051]
实施例一：如图1所示：一种防旋转阻尼杆系统，其包括：2个以上平行设置的阻尼杆
④
、交叉回油管
⑧
、
[0052]
其中，阻尼杆的数量为2个以上(如附图1中的：第一阻尼杆
④
、第二阻尼杆
⑨
)，所述阻尼杆包括：阻尼杆缸体、阻尼杆活塞杆、活塞杆端部球铰、阻尼杆缸体端部球铰，所述的阻尼杆活塞杆能够相对于所述阻尼杆缸体伸缩；初始条件下，阻尼杆的伸长量均保持相等；
[0053]
其中，每个阻尼杆之间均通过交叉回油管
⑧
连接(即阻尼杆缸体之间通过交叉回油管连接)，所述交叉回油管为软管(不影响阻尼杆之间的相互运动)，交叉回油管与阻尼杆缸体相通，液压油能够通过交叉回油管流动，在阻尼杆伸缩时，交叉回油管能够实现两个或多个阻尼杆内部油压平衡，即通过交叉回油管的设置，在2个或多个阻尼杆进行伸缩运动时，伸缩距离相等；
[0054]
其中，所述阻尼杆缸体端部球铰设置在所述阻尼杆缸体的端部，所述活塞杆端部球铰设置在所述活塞杆的端部；
[0055]
在支撑架立柱
②
上安装有球铰座，在质量块
⑩
上安装有球铰座；
[0056]
所述阻尼杆缸体端部球铰设置在支撑架立柱
②
上安装的球铰座中，所述活塞杆端部球铰设置在质量块
⑩
上安装的球铰座中。
[0057]
一种防旋转阻尼杆系统的工作方法：
[0058]
当建筑物受到风荷载等外力作用时，质量块
⑩
由于惯性产生运动，阻尼杆被动产生伸缩运动。此时，由于交叉回油管使阻尼杆1及阻尼杆2内部油压平衡，阻尼杆1与阻尼杆2的活塞杆伸缩长度l1＝l2，从而两个阻尼杆缸体固定端与质量块连接点间的距离l1＝l2，对于质量块而言，通过两个连接点与支撑架立柱间瞬时距离相等，即不发生自转。从而，整个系统实现了防止质量块扭转的目的。
[0059]
实施例二，如图2-3所示，一种滑块式阻尼器，其包括：若干个支撑架立柱
②
、质量块
⑩
、弧形基座；在支撑架立柱
②
之间设置有弧形基座(弧形基座的顶面为球面的一部分)；
[0060]
支撑架立柱
②
、弧形基座分别固定在结构的上层、下层；
[0061]
所述质量块
⑩
与其中1个支撑架立柱
②
之间安装有实施例一的一种防旋转阻尼杆系统；
[0062]
所述质量块
⑩
与其他的支撑架立柱
②
之间安装有1个阻尼杆所述阻尼杆与支撑立柱、质量块均采用球铰连接；
[0063]
质量块
⑩
的底部也为弧形，且滑动设置在所述弧形基座上(质量块在平面的移动方向可以使任意方向，也即在抗震抗风时，不论外部的水平力为何方向，都具有阻尼效果)。
[0064]
实施例二的工作方式如下：
[0065]
高层建筑物安装了实施例二所述的滑块式阻尼器，在受到较强风(或者地震)作用时，建筑物产生相应的摆动。此时，滑块式阻尼器中的质量块由于自身惯性，且底部光滑，会产生与建筑物反向的运动，及在弧形基座中产生滑动；
[0066]
通过阻尼杆的协同作用，质量块的相反运动刚好能将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，所以可令建筑物本身的摆动减少，以达到减震作用。
[0067]
实施例二的设计：初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度高。
[0068]
实施例三，如图4所示，一种钟摆式阻尼器，其包括：吊缆底部支撑架质量块
⑩
；
[0069]
质量块
⑩
通过吊缆悬挂在结构的上层，底部支撑架安装在结构的下层，
[0070]
在底部支撑架与质量块
⑩
之间设置实施例一的一种防旋转阻尼杆系统；
[0071]
在底部支撑架与质量块
⑩
之间还设置有阻尼杆，所述阻尼杆与底部支撑架质量块均采用球铰连接；
[0072]
初始条件下，阻尼杆缸体端部球铰的高度较活塞杆端部球铰的高度低。
[0073]
需要说明的是：普通阻尼杆的设计与第一阻尼杆
④
的设计相同，区别仅仅在于：普通阻尼杆没有设置交叉回油管
⑧
。
[0074]
实施例三的工作方式如下：
[0075]
高层建筑物安装了实施例三所述的钟摆式阻尼器，在受到较强风(或者地震)作用时，建筑物产生相应的摆动。此时，钟摆式阻尼器中的质量块由于自身惯性，质量块在吊缆的作用下摆动；通过阻尼杆的协同作用，通过阻尼杆的耗能，从而减少地震或者抗风的位移效应。
[0076]
以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。