[发明专利]一种建筑管道结构碰撞调谐减震装置

说明书

本发明公开了一种建筑管道结构碰撞调谐减震装置，包括管道系统、吊杆、碰撞调谐质量阻尼器，所述管道系统包括管道和固定管道的组合管夹，所述吊杆用于将管道系统连接到建筑结构构件，所述碰撞调谐质量阻尼器包括固定限位块、碰撞耗能材料、质量块、弹簧和导向杆，所述导向杆分别通过两个固定限位块固定安装在组合管夹上，且导向杆与管道长度方向垂直，所述碰撞耗能材料固定安装在一个固定限位块上，所述质量块通过滑动副安装在导向杆上，所述弹簧套设于导向杆上且两端分别与质量块和另一个固定限位块相连。本发明将质量调谐和碰撞耗能综合利用，结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，可用于建筑管道系统的抗震与抗风。

技术领域

本发明属于结构减震(振)工程技术领域，涉及一种建筑管道结构的减震技术，尤其涉及一种建筑管道结构碰撞调谐减震装置。

背景技术

管道系统是建筑结构的常见非结构构件，包括机电管道、通风管道、供水管道等，对结构的使用功能具有重要贡献。在地震中，管道系统比结构构件更容易发生破坏。其破坏不仅会造成巨额的直接经济损失，而且会引起严重的次生灾害和建筑使用功能的丧失。如何有效减小地震引起的管道系统结构破坏，降低灾害带来的损失，已成为管道系统技术发展的关键问题之一。

调谐质量阻尼器具有结构形式简单、减震效果显著、易于实现等优点，在结构减震控制中应用广泛。但缺点是其通过质量调谐吸收输入能量，但由于自身阻尼小，并不能有效耗散输入的能量。碰撞阻尼器具有结构简单、耗能能力强的特点。近年来，将碰撞耗能与质量调谐结合起来，形成了碰撞调谐质量阻尼器，兼具质量调谐和碰撞耗能的特点。碰撞调谐质量阻尼器体积小，结构简单，耗能能力突出，建筑管道结构的组合管夹作为碰撞调谐质量阻尼器的基座，可以有效利用空间，这对其工程应用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于建筑管道结构减震的碰撞调谐减震装置。一方面，碰撞调谐减震装置通过碰撞调谐质量阻尼器的频率调谐，吸收传递至管道系统的结构动能，起到传统调谐质量阻尼器的功能；另一方面，质量块在工作时与碰撞耗能材料产生碰撞，消耗输入的动能，增大系统的阻尼；两方面的共同作用，可有效地抑制建筑管道系统的摆动。本发明结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，可用于建筑管道系统的抗震与抗风。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种建筑管道结构碰撞调谐减震装置，其特征在于：包括管道系统、吊杆、碰撞调谐质量阻尼器，所述管道系统包括管道和固定管道的组合管夹，所述吊杆用于将管道系统连接到建筑结构构件，所述碰撞调谐质量阻尼器包括固定限位块、碰撞耗能材料、质量块、弹簧和导向杆，所述导向杆分别通过两个固定限位块固定安装在组合管夹上，且导向杆与管道长度方向垂直，所述碰撞耗能材料固定安装在一个固定限位块上，所述质量块通过滑动副安装在导向杆上，所述弹簧套设于导向杆上且两端分别与质量块和另一个固定限位块相连。

作为改进，所述质量块内设有通孔，质量块通过通孔套设在导向杆上形成滑动副。

作为改进，所述质量块的通孔内壁设有表面涂抹润滑材料的滑动滚珠。

作为改进，所述导向杆为不锈钢材质的圆柱体，光滑平直，圆柱体表面涂抹润滑材料。

作为改进，所述的固定限位块为实心铁块，所述碰撞耗能材料通过粘贴固定在固定限位块上。

作为改进，所述碰撞耗能材料包括粘弹性材料、形状记忆合金、聚氨酯泡沫和泡沫铝中任意一种或者几种组合，碰撞耗能材料截面应大于质量块碰撞面的面积。

作为改进，所述管道系统上设有一个或者多个碰撞调谐质量阻尼器。

作为改进，所述碰撞调谐质量阻尼器的质量块的总质量为管道系统总质量的1％-5％，单个碰撞调谐质量阻尼器的质量块的质量根据管道系统中碰撞调谐质量阻尼器的个数确定。