一种铰接式支撑阻尼器减振系统及其减振效能评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109403488A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811345084.7(22)申请日2018.11.13(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人周方圆冯欢王菲菲朱宏平(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人尚威李智(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)E04H9/14(2006.01)E04H9/04(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种铰接式支撑阻尼器减振系统及其减振效能评估方法(57)摘要本发明公开了一种铰接式支撑阻尼器减振系统及其减振效能评估方法，属于减振系统设计领域。该减振系统具有六个刚性支撑杆Aa1/Eb1/Ea2/Db2/BE/CE、五个铰接点和两个阻尼器；上部阻尼器、Aa1和Eb1的中轴线共线、依次刚性连接；下部阻尼器、Ea2和Db2的中轴线共线、依次刚性连接；Eb1/Ea2/BE/CE的E端共同铰接于铰接点E上；Aa1/BE/CE/Db2的A/B/C/D端分别铰接结构薄弱层的上左、上右、下左、下右四个角；CE与水平方向的夹角θ1满足：H为结构薄弱层层高，L为结构薄弱层宽度。本发明能有效放大阻尼器的运动位移，增大系统往复运动的周期耗能，充分发挥阻尼器的减振消能特性。CN109403488ACN109403488A权利要求书1/2页1.一种铰接式支撑阻尼器减振系统，用于设置在结构体系内的结构薄弱层中进行减振，其特征在于，包括：上部阻尼器(1)、Aa1刚性支撑杆(2)、Eb1刚性支撑杆(3)、下部阻尼器(4)、Ea2刚性支撑杆(5)、Db2刚性支撑杆(6)、BE刚性支撑杆(7)、CE刚性支撑杆(8)以及铰接点E；上部阻尼器(1)、Aa1刚性支撑杆(2)和Eb1刚性支撑杆(3)三者的中轴线共线，且上部阻尼器(1)的两端点a1和b1分别与Aa1刚性支撑杆(2)的a1端和Eb1刚性支撑杆(3)的b1端刚性连接；下部阻尼器(4)、Ea2刚性支撑杆(5)和Db2刚性支撑杆(6)三者的中轴线共线，且下部阻尼器(4)的两端点a2和b2分别与Ea2刚性支撑杆(5)的a2端和Db2刚性支撑杆(6)的b2端刚性连接；Eb1刚性支撑杆(3)、Ea2刚性支撑杆(5)、BE刚性支撑杆(7)和CE刚性支撑杆(8)的E端共同铰接于铰接点E上；Aa1刚性支撑杆(2)的A端、BE刚性支撑杆(7)的B端、CE刚性支撑杆(8)的C端、Db2刚性支撑杆(6)的D端分别用于铰接结构薄弱层的上左、下右、上右、下左四个角；初始状态下，CE刚性支撑杆(8)与水平方向的夹角θ1满足：其中，H为结构薄弱层的层高，L为结构薄弱层的宽度。2.如权利要求1所述的一种铰接式支撑阻尼器减振系统，其特征在于，在初始状态下，θ1取值范围应当满足：m、n为经验系数，且m<1。3.如权利要求2所述的一种铰接式支撑阻尼器减振系统，其特征在于，m、n∈[0.02，0.05]。4.如权利要求1～3任意一项所述的一种铰接式支撑阻尼器减振系统，其特征在于，Eb1刚性支撑杆(3)、Ea2刚性支撑杆(5)、BE刚性支撑杆(7)以及CE刚性支撑杆(8)之间采用高强螺栓铰接于铰接点E。5.如权利要求4所述的一种铰接式支撑阻尼器减振系统，其特征在于，Aa1刚性支撑杆(2)、Eb1刚性支撑杆(3)、Ea2刚性支撑杆(5)、Db2刚性支撑杆(6)、BE刚性支撑杆(7)以及CE刚性支撑杆(8)均应满足轴心受拉构件的强度验算公式(c)以及轴心受压构件的稳定性验算公式(d)；高强螺栓应满足受剪承载力验算公式(e)；2CN109403488A权利要求书2/2页式中，σ为轴心受拉构件的强度；Nt为构件的轴心拉力；An为构件的净截面面积；ft为构件的抗拉强度；Nc为构件轴心压力；为轴心受压构件的稳定性系数；A为构件毛截面面积；fc为构件的抗压强度；Nv为高强螺栓的受剪承载力；n为高强螺栓的受剪面的数目；d为高强螺栓杆的直径；fv为高强螺栓的抗剪强度设计值。6.如权利要求1～5任意一项所述的一种铰接式支撑阻尼器减振系统的减振效能评估方法，其特征在于，定义铰接式支撑阻尼器系统往复运动一周期消耗的能量为EDη，传统等位移式阻尼器系统往复运动一周期消耗的能量为ED，则二者的比值λ可表示为：式中，λ为EDη与ED的比值；EDη为铰接式支撑阻尼器系统往复运动一周期消耗的能量；ED为传统等位移式阻尼器系统往复运动一周期消耗的能量；π为圆周率；ω为圆频率；Cα为阻尼器的阻尼系数；η为铰接式支撑阻尼器系统将阻尼器位移放大的倍数；u为阻尼器运动的位移量；α为阻尼器的阻尼指数；θ1为CE刚