一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器的制作方法

1.本发明涉及土木结构振动控制领域，特别涉及一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器。


背景技术：

2.随着社会的发展，越来越多的高楼大厦拔地而起，越来越多的桥梁结构用于跨越山川湖海，并且随着科技的进步，其工程结构形式也变得越发的多样，材料也变得轻质高强。但不论是何种结构，在强风荷载和地震荷载的作用下，都会产生不同程度的振动，严重时可能导致倒塌，这就使结构很难达到舒适性和安全性的要求。如何提高建筑物的抗振和抗风性能，以及减少风荷载或地震作用对建筑物造成的危害成为了新世纪土木领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，解决了建筑物在风荷载或地震作用下易造成结构振动的问题。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，包括内部中空的支撑架，所述支撑架上设有万能铰，所述万能铰的底部设有吊杆，所述吊杆的自由端设有内部空心的质量块，所述质量块内滚动有金属球，所述支撑架的内表面和质量块的内外表面均设有粘弹性材料，所述支撑架还位于质量块的运动轨迹上。
5.进一步的，所述吊杆采用刚性杆。
6.进一步的，所述质量块设置在支撑架的中上部。
7.进一步的，所述粘弹性材料为高阻尼橡胶材料。
8.进一步的，所述刚性吊杆与质量块的中心线均与支撑架的轴线重合。
9.与现有技术相比，本方案的有益效果：
10.1、本方案使用万能铰，质量块可任意方向摆动，并与支撑架发生碰撞，将传统阻尼器单方向上的减振耗能变成了任意多方向的减振耗能，有效解决了风荷载或地震荷载作用时因振动方向不确定，传统阻尼器不能发挥减振作用或减振作用较弱的问题，提高了阻尼器的耗能效率。
11.2、本方案采用粘弹性材料，质量块与支撑架碰撞时，金属球与质量块内壁碰撞时耗能更多，减振性能更好。
12.3、本方案在质量块内引入活动边界这一新颖的形式，金属球作为活动边界，带有一定速度地与内壁碰撞，可以更好地耗散能量。
13.4、本方案形式简单、便于设计，解决了传统tmd和ptmd整体造型巨大，质量较重的问题。
附图说明
14.图1是本发明一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器的剖视图；
15.图2是本发明一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器的仰视图。
具体实施方式
16.下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
17.说明书附图中的附图标记包括：支撑架1、万能铰2、吊杆3、质量块4、金属球5、粘弹性材料6。
18.实施例
19.如附图1和附图2所示：一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，包括内部中空的支撑架1，支撑架1采用底部开口的圆柱体，支撑架1的顶部中心焊接有万能铰2，万能铰2的底部连接有吊杆3，吊杆3采用刚性杆，吊杆3可竖向拉伸或压缩。吊杆3的底部紧密固接有内部空心的质量块4，质量块4采用内壁较厚、顶部和底部均封口的圆柱形，质量块4设置在支撑架1的中上部。质量块4内滚动有金属球5，在质量块4摆动时，金属球5可在质量块4内任意方向上滚动。支撑架1的内表面和质量块4的内外表面均铺设有粘弹性材料6，粘弹性材料6为高阻尼橡胶材料。支撑架1还位于质量块4的运动轨迹上。刚性吊杆3与质量块4的中心线均与支撑架1的轴线重合。此时，吊杆3、质量块4、金属球5和粘弹性材料6共同组成了一个粘弹性调谐质量阻尼器。
20.工作时，将本阻尼器安装在高层建筑物顶部振动较大的部位，在风荷载或地震荷载的作用下，刚性吊杆3竖向的拉伸与收缩可改变其长度，从而保证本阻尼器的摆动频率与结构的振动频率保持一致。在高层建筑物振动时，因万能铰2的作用，质量块4会在支撑架1内任意方向摆动，并与支撑架1的内壁发生碰撞。在质量块4摆动时，金属球5可作为一活动边界，金属球5也会在质量块4内部任意方向内滚动，并以一定速度碰撞质量块4的内壁。摆动的过程中发生多次碰撞可较快的消耗建筑物结构的振动能量，大幅提高阻尼器的耗能减振效率。
21.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。


技术特征：
1.一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，其特征在于：包括内部中空的支撑架，所述支撑架上设有万能铰，所述万能铰的底部设有吊杆，所述吊杆的自由端设有内部空心的质量块，所述质量块内滚动有金属球，所述支撑架的内表面和质量块的内外表面均设有粘弹性材料，所述支撑架还位于质量块的运动轨迹上。2.根据权利要求1所述的一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，其特征在于：所述吊杆采用刚性杆。3.根据权利要求1所述的一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，其特征在于：所述质量块设置在支撑架的中上部。4.根据权利要求1所述的一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，其特征在于：所述粘弹性材料为高阻尼橡胶材料。5.根据权利要求1所述的一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，其特征在于：所述刚性吊杆与质量块的中心线均与支撑架的轴线重合。

技术总结
本发明专利公开了一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，具体涉及土木结构振动控制领域。一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器，包括内部中空的支撑架，所述支撑架上设有万能铰，所述万能铰的底部设有吊杆，所述吊杆的自由端设有内部空心的质量块，所述质量块内滚动有金属球，所述支撑架的内表面和质量块的内外表面均设有粘弹性材料，所述支撑架还位于质量块的运动轨迹上。采用本发明技术方案解决了建筑物在风荷载或地震作用下易造成结构振动的问题，可提升建筑物抗风减振性能。筑物抗风减振性能。筑物抗风减振性能。


技术研发人员：赵宁 谭舒 李小龙 陈晓伟 徐志龙 陆哲明 宋鑫
受保护的技术使用者：四川农业大学
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/11/8