一種阻尼耗能抗風(fēng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程的建筑抗風(fēng)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是當(dāng)風(fēng)作用在葉片上時(shí)，葉片會(huì)隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，影響周?chē)L(fēng)壓分布，而下部的阻尼器會(huì)產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，阻礙葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而吸收或消耗風(fēng)振的能量的一種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]任何一個(gè)工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到外界的干擾或激勵(lì)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，這是因?yàn)榧?lì)使系統(tǒng)獲得了能量的輸入。同時(shí)，系統(tǒng)又能將輸入的能量通過(guò)某種機(jī)理轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌芰啃问蕉牡簦馆斎肽芰亢秃膿p能量保持平衡。這種系統(tǒng)耗損能量的能力稱為阻尼。對(duì)于穩(wěn)態(tài)過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)必須持續(xù)不斷地輸入能量。只有與阻尼耗能相平衡，才能維持系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定振動(dòng)。
[0003]阻尼耗能技術(shù)是以阻尼耗能機(jī)理為理論基礎(chǔ)，阻尼的產(chǎn)生機(jī)理按物理現(xiàn)象的不同可以分為工程材料的材料阻尼、流體的粘滯阻尼、碰撞阻尼等，這主要是通過(guò)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可以耗損的熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，阻尼耗能技術(shù)的主要應(yīng)用形式包括結(jié)構(gòu)自身材料阻尼和外加阻尼器耗能兩種。而外加的阻尼器有粘滯阻尼器、智能阻尼器、金屬阻尼器，以及近年提出的顆粒阻尼器。
[0004]對(duì)龐大的土木工程結(jié)構(gòu)而言，依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外來(lái)風(fēng)振作用并不可靠。隨著新型阻尼耗能技術(shù)的不斷提出，利用結(jié)構(gòu)添加外部元件或內(nèi)部添加元件的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方式都體現(xiàn)了較好的控制效果【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種阻尼抗風(fēng)耗能裝置，阻尼耗能裝置的實(shí)物模型(如圖1)，阻尼耗能裝置主要由兩部分構(gòu)成，一部分是上部的葉片，另一部分是下部的阻尼器。當(dāng)風(fēng)作用在葉片上時(shí)，葉片會(huì)隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而下部的阻尼器會(huì)產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，阻礙葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而吸收或消耗風(fēng)振的能量。
[0006]將多個(gè)阻尼耗能抗風(fēng)裝置并列串聯(lián)在一個(gè)中軸上，且當(dāng)風(fēng)吹來(lái)時(shí)，各個(gè)裝置會(huì)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)互相影響，周?chē)a(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)也不會(huì)互相影響。在各個(gè)裝置的共同作用下，達(dá)到很好的改變風(fēng)場(chǎng)和抗風(fēng)效果。
[0007]一種阻尼耗能抗風(fēng)裝置，包括葉片1、輪轂2、螺絲3、螺母4、上支座5、上轉(zhuǎn)動(dòng)墊6、阻尼圓桶7 (封閉裝置)、連桿8、固定板9。
[0008]四片葉片I安裝在輪轂2上，輪轂的中間截面積擴(kuò)大，即為上支座5，上支座5與阻尼圓桶7上端面連接，輪轂的下部分置于阻尼圓桶7內(nèi)；所述的阻尼圓桶7是密封裝置，包括下轉(zhuǎn)動(dòng)墊10、下支座11、加強(qiáng)板12、通孔13和阻尼液14。對(duì)應(yīng)四片葉片1，在阻尼圓桶7內(nèi)壁設(shè)有四個(gè)加強(qiáng)板12，加強(qiáng)板12隨著輪轂2轉(zhuǎn)動(dòng)，阻尼圓桶7內(nèi)充滿阻尼液14，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，阻尼液14會(huì)阻礙其轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到阻尼效果。為防止輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磨損阻尼圓桶，上支座與阻尼圓桶外側(cè)間、阻尼圓桶內(nèi)側(cè)與下支座間分別設(shè)有上轉(zhuǎn)動(dòng)墊6和下轉(zhuǎn)動(dòng)墊10 ;上支座與下支座間通過(guò)螺絲和螺母的配合固定；加強(qiáng)板上設(shè)有通孔13，通孔垂直于加強(qiáng)板，允許部分阻尼液通過(guò)；螺栓貫穿輪轂，用來(lái)固定連接輪轂的頂部和底部，從而增強(qiáng)其強(qiáng)度。阻尼圓桶7的下端面連接連桿8，連桿的下部與固定板9連接，連接板是用來(lái)將裝置固定在結(jié)構(gòu)物上。
[0009]本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、此裝置不需要能量輸入。其中，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)能改變風(fēng)場(chǎng)風(fēng)壓，阻尼裝置能消耗風(fēng)能，這樣將其組合在一起能起到很好的抗風(fēng)效果，保護(hù)屋面不受破壞。
[0011]2、建造房屋時(shí)，不用因?yàn)榭紤]到屋蓋形式對(duì)于抗風(fēng)能力強(qiáng)弱的影響，而局限于幾種特定的屋蓋形式，可以考慮安裝阻尼耗能抗風(fēng)裝置來(lái)彌補(bǔ)屋蓋形式不足而帶來(lái)的不利影響。
[0012]3、本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單，零件較少，制作和安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，成本低且維護(hù)方便，能有效提高結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)性能，具有廣闊的推廣市場(chǎng)和應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型整體實(shí)物示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型部分實(shí)物示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的主視圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型的俯視圖。
[0017]圖5是本實(shí)用新型的透視圖。
[0018]圖6是本實(shí)用新型的等軸側(cè)圖。
[0019]圖7是本實(shí)用新型的剖面圖。
[0020]圖8是上支座與阻尼圓桶接觸處的局部示意圖。
[0021]圖9是結(jié)構(gòu)A-A截面剖面圖。
[0022]圖10是結(jié)構(gòu)B-B截面剖面圖。
[0023]圖11是阻尼圓桶內(nèi)部截面局部剖面圖。
[0024]圖12是裝置安裝位置示意圖。
[0025]圖中:1葉片；2輪轂；3螺絲；4螺母；5上支座；6上轉(zhuǎn)動(dòng)墊；7阻尼圓桶；8連桿；9固定板；10下轉(zhuǎn)動(dòng)墊；11下支座；12加強(qiáng)板；13通孔；14阻尼液。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型提供了一種阻尼耗能抗風(fēng)裝置，【具體實(shí)施方式】如下:
[0027]阻尼耗能抗風(fēng)的葉片I采用復(fù)合材料制成，具有很高的強(qiáng)度和韌性。將其固定在輪轂2上，當(dāng)風(fēng)吹來(lái)作用在葉片上時(shí)，葉片會(huì)隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)。輪轂2的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)下部分轉(zhuǎn)動(dòng)，包括上下支座和加強(qiáng)板12。這是阻尼圓桶7內(nèi)的阻尼液14會(huì)發(fā)揮作用，阻礙其轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而吸收或消耗風(fēng)振的能量。加強(qiáng)板12上的通孔13可以控制阻尼液通過(guò)。將整個(gè)裝置是通過(guò)固定板9固定在需要抗風(fēng)的結(jié)構(gòu)物上。如圖12所示，一般放在比較容易受到破壞的的屋檐下方。為加強(qiáng)阻尼耗能裝置的抗風(fēng)效果，可以將多個(gè)裝置并排放置。這樣能很好的起到抗風(fēng)效果，放置建筑物的破壞。
[0028]此外此阻尼耗能裝置可以視具體情況做一些優(yōu)化，其可改變之處主要包括葉片的幾何外形尺寸、轉(zhuǎn)動(dòng)角度，阻尼器一些主要參數(shù)的選擇應(yīng)用，還有就是阻尼耗能裝置的安裝位置和數(shù)量等。
[0029]首先阻尼耗能裝置的葉片的外形是一端寬一端窄的帶有弧線的外形，具體的尺寸比例可根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速大小具體考慮。另外其轉(zhuǎn)動(dòng)角度也是不固定的，也可根據(jù)當(dāng)?shù)爻Ｄ暧^測(cè)的風(fēng)向具體設(shè)計(jì)優(yōu)化。其次阻尼器的一些主要參數(shù)的選擇，充分考慮阻尼耗能的效率，另外也受風(fēng)速的影響。再者，裝置安放在直接迎風(fēng)處的屋蓋邊緣、角落、屋脊等處。還有就是阻尼耗能裝置的安裝個(gè)數(shù)也可做一些改動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種阻尼耗能抗風(fēng)裝置，其特征在于，該阻尼耗能抗風(fēng)裝置包括葉片、輪轂、螺絲、螺母、上支座、上轉(zhuǎn)動(dòng)墊、阻尼圓桶、連桿和固定板； 四片葉片安裝在輪轂上，輪轂的中間截面積擴(kuò)大，即為上支座，上支座與阻尼圓桶上端面連接，輪轂的下部分置于阻尼圓桶內(nèi)；所述的阻尼圓桶是密封裝置，包括下轉(zhuǎn)動(dòng)墊、下支座、加強(qiáng)板、通孔和阻尼液；在阻尼圓桶內(nèi)壁設(shè)有四個(gè)加強(qiáng)板，分別對(duì)應(yīng)四片葉片，加強(qiáng)板隨輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)；阻尼圓桶內(nèi)充滿阻尼液，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，阻尼液阻礙其轉(zhuǎn)動(dòng)；上支座與阻尼圓桶外側(cè)間、阻尼圓桶內(nèi)側(cè)與下支座間分別設(shè)有上轉(zhuǎn)動(dòng)墊和下轉(zhuǎn)動(dòng)墊；上支座與下支座間通過(guò)螺絲和螺母的配合固定；加強(qiáng)板上設(shè)有通孔，通孔垂直于加強(qiáng)板，允許部分阻尼液通過(guò)；螺栓貫穿輪轂，用來(lái)固定連接輪轂的頂部和底部；阻尼圓桶的下端面連接連桿，連桿的下部與固定板連接，連接板用于將裝置固定在結(jié)構(gòu)物上。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是屬于土木工程的結(jié)構(gòu)阻尼抗風(fēng)領(lǐng)域，是一種適用于低矮建筑的減小風(fēng)荷載、改變風(fēng)壓的阻尼耗能抗風(fēng)裝置。本實(shí)用新型阻尼耗能抗風(fēng)裝置主要由三部分構(gòu)成，一部分是上部的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，一部分是中間的阻尼裝置，另一部分是下部的固定裝置。當(dāng)風(fēng)作用在葉片上時(shí)，葉片會(huì)隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而下部的阻尼裝置會(huì)產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，阻礙葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而吸收或消耗風(fēng)振的能量。本實(shí)用新型適用于土木工程結(jié)構(gòu)的低矮房屋結(jié)構(gòu)，解決了對(duì)龐大的土木工程結(jié)構(gòu)而言,依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外來(lái)風(fēng)振作用并不可靠的問(wèn)題。且裝置本身構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，有很好的抗風(fēng)效果。
【IPC分類(lèi)】E04B1/92, E04B1/98
【公開(kāi)號(hào)】CN204738407
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520517323
【發(fā)明人】霍林生, 王銀坤, 李宏男
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日