[发明专利]一种竖向水平双功能调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种竖向水平双功能调谐质量阻尼器，包括竖直阻尼装置和水平阻尼装置，所述竖直阻尼装置设置在水平阻尼装置的上方；所述竖直阻尼装置通过连接底板、质量块、至少两个导向杆、至少两个竖向弹性件和竖向阻尼结构组成了一套竖向阻尼体系；所述水平阻尼装置则通过水平槽框、至少两个水平弹性件、水平滑动结构和水平阻尼结构组成了一套水平方向的阻尼体系，在正常的工作环境中，二者可以单独工作也可以共同工作；因此本发明是通过单个调谐质量阻尼器集成解决了水平和竖向两个方向的振动，结构简单，节约了建筑空间，并大大提高了结构的安全性和舒适性。

技术领域

本发明涉及建筑、桥梁等土木工程消能减震技术领域，特别涉及一种竖向水平双功能调谐质量阻尼器。

背景技术

高层、特别是超高层建筑结构由于自振周期长、阻尼小，风振效应十分明显。传统上采用的增加结构断面的抗风设计，不仅不经济，而且难以满足建筑物刚度和舒适度要求。因此，通过设置附加控制装置来减小结构的风振反应已成为高层建筑发展的重要方向。土木、机械领域广泛采用调谐质量阻尼器来控制结构低频振动；理论及实践均证明，调谐质量阻尼器对具有卓越频率的振动有良好的抑制效果。

调谐质量阻尼器(TMD)控制系统因其不需要消耗外部能量，系统构造简单，对建筑结构的功能影响较小，由于对外部条件要求较低，便于安装、维修和更换控制元件，而且与传统的结构相比，采用调谐质量阻尼器(TMD)作为结构环境干扰的防御体系还可以降低工程建设投资。

引起结构振动的因素有很多，例如车辆、行人、强风等。振动方向往往不是单一的竖向振动或者水平振动。现有的调谐质量阻尼器都是用于单一的控制结构的竖向振动或者水平，竖向调谐质量阻尼器用于控制车辆、行人等动荷载引起的竖向振动，水平调谐质量阻尼器用于控制强风引起的水平振动。对于竖向振动和水平振动均需要控制的结构，现有的调谐质量阻尼器无法达到良好的控制效果。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种竖向水平双功能调谐质量阻尼器。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种竖向水平双功能调谐质量阻尼器，包括竖直阻尼装置和水平阻尼装置，具体地，所述竖直阻尼装置设置在水平阻尼装置的上方。

进一步地，所述竖直阻尼装置包括连接底板、质量块、至少两个导向杆、至少两个竖向弹性件和竖向阻尼结构；所述质量块设置在所述连接底板的上方，所述竖向阻尼结构设置在连接底板和质量块之间，并固定在所述质量块的中部，所述导向杆的固定端固定在连接底板上，活动端穿插在所述质量块上，所述竖向弹性件的两端分别固定在连接底板和质量块上，并且所述竖向弹性件的轴向与所述导向杆重合，在外界激励下，竖向弹性件带动质量块上下振动。

进一步地，所述水平阻尼装置包括水平槽框、至少两个水平弹性件、水平滑动结构和水平阻尼结构；所述水平弹性件设置在所述水平槽框和连接底板之间，在外界激励下，水平弹性件带动底座水平振动。所述水平滑动结构设置在所述水平槽框内部，所述水平阻尼结构设置在所述水平槽框内部，并固定在所述连接底板的底部。

进一步地，所述质量块顶部设置直线轴承，并且所述导向杆穿插所述直线轴承，所述直线轴承能够沿着所述导向杆上下运动。

进一步地，所述竖向阻尼结构包括竖向阻尼槽框、竖向阻尼板和阻尼介质，所述竖向阻尼槽框固定在所述连接底板上，所述竖向阻尼板一端固定在所述质量块的底部，另一端设置在所述竖向阻尼槽框内，所述阻尼介质充填在所述竖向阻尼槽框内部，当质量块发生竖向振动时，带动竖向阻尼板在竖向阻尼槽框内竖向运动，剪切阻尼介质产生阻尼力。

具体地，所述导向杆为四个，分别设置在靠近所述质量块的四个端点的位置。