[发明专利]一种调谐液体阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及防震及高层结构建筑的防震技术领域，具体涉及一种适用于土木工程高层结构风振及地震反应控制的调谐液体阻尼器。

背景技术

调谐液体阻尼器（TunedLiquidDamper，简称TLD），利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的动侧力来提供减震作用。因其造价低、易安装、维护少、自动激活性能好、容易匹配调频等诸多优点，在国内外土木工程振动控制领域中得到了广泛应用。调谐液体阻尼器根据水深和水箱振动方向上的长度的比值可分为深水TLD和浅水TLD。深水箱虽然可以利用生活水箱进行改装，不需要专门制作，造价较低，但是深水箱一般晃荡较小，减震效果欠佳；相比之下，浅水箱液体晃动大，与相同质量的深水箱相比产生更大的动水压力，减震效果理想，因而世界上大多TLD实际应用工程都采用浅水箱设计。

然而，随着经济的发展，高层结构建筑也飞速发展，结构高度不断增大，对结构的抗震要求也不断提高，高层结构的振动控制也越来越引起人们的重视。现有技术中浅水箱设计的调谐液体阻尼器的减震效果渐渐不能满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种调谐液体阻尼器，能够提高水箱中液体的利用效率，增大减震力，并能够适用荷载方向的多向性，尤其适用于高层结构建筑的防震。

本发明实施例所采取的技术方案是一种调谐液体阻尼器，包括水箱和盛于所述水箱内的液体，所述水箱为浅水箱设计，且所述水箱为上口大下口小的柱形水箱，即所述水箱为斜壁式水箱。

优选地，所述水箱为倒圆台形水箱，所述液体的深度与所述水箱的大口直径的比值小于1/8。

优选地，所述水箱的外侧设置有与其大口相接的圆筒壁，所述圆筒壁的底面与所述水箱的底面重合。

优选地，所述水箱的侧壁倾斜角度α为20-60°。

优选地，所述水箱的侧壁倾斜角度α为30°。

优选地，所述水箱包括2个以上，在竖直方向叠加在一起。

优选地，所述2个以上为8个。

优选地，所述水箱的大口直径不小于2000mm。

本发明的有益效果为：

本发明实施例提供的调谐液体阻尼器，与现有技术中普通的箱形TLD相比较，斜壁式TLD呈现软弹簧特性，使用同等质量的液体，可产生更大的减震力，提高了水箱中液体的利用效率。本发明采用圆柱形斜壁式TLD，圆柱形TLD装置能较好地适应荷载方向的任意性，可以起到各个方向的的减震作用，因而能够较好地适用于结构刚度各个方向大致相同的建筑物，比如圆形建筑和方形建筑。能够适用荷载方向的多向性。尤其适用于高层结构建筑的防震。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明在方形高层建筑楼顶实施例的平面布置图；

图4为本发明在圆形高层建筑楼顶实施例的平面布置图；

上图中附图标记和部件名称的对应关系为：

1水箱；2液体；3圆筒壁；4本发明实施例；5方形建筑；6圆形建筑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1和图2，本发明实施例提供的调谐液体阻尼器，包括水箱1和位于水箱1内的液体2，水箱1为浅水式水箱，且水箱1为上口大下口小的柱形水箱，即本发明中水箱为斜壁式水箱。

调谐液体阻尼器（TLD）的减震原理是：当结构上安装TLD时，结构受到外部激励而产生振动会使水箱一起晃动，从而激起水箱中水的晃动，晃动的水体产生动水压力作用于水箱侧壁并传至结构上，从而达到减小结构振动的目的。TLD对结构的减震力由两部分组成，一部分是水体随结构一起运动所产生的惯性力，另一部分是水体运动所产生的粘滞力，水是低阻尼液体，所产生的粘滞力可忽略不计，因此，水体运动所产生的惯性力就是TLD对结构的减震力。水箱中液体的惯性力就等于晃动液体所产生动水压力，增大TLD的减震力就需增大水箱中晃动液体的质量。

本发明采用斜壁式设计，可使水箱内晃动液体质量的比例大大增加，采用相同质量的液体可产生更大的晃动力，提高水箱内水的利用效率。