一種阻尼耗能抗風裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程的建筑抗風領域，具體的說，是當風作用在葉片上時，葉片會隨風轉動，影響周圍風壓分布，而下部的阻尼器會產生阻尼效應，阻礙葉片的轉動，進而吸收或消耗風振的能量的一種裝置。
【背景技術】
[0002]任何一個工程結構系統在受到外界的干擾或激勵時都會產生響應，這是因為激勵使系統獲得了能量的輸入。同時，系統又能將輸入的能量通過某種機理轉變?yōu)闊崮芑蚱渌芰啃问蕉牡?，使輸入能量和耗損能量保持平衡。這種系統耗損能量的能力稱為阻尼。對于穩(wěn)態(tài)過程，對系統必須持續(xù)不斷地輸入能量。只有與阻尼耗能相平衡，才能維持系統的持續(xù)穩(wěn)定振動。
[0003]阻尼耗能技術是以阻尼耗能機理為理論基礎，阻尼的產生機理按物理現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，這主要是通過將機械能轉化為可以耗損的熱能來實現的。目前，阻尼耗能技術的主要應用形式包括結構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]對龐大的土木工程結構而言，依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外來風振作用并不可靠。隨著新型阻尼耗能技術的不斷提出，利用結構添加外部元件或內部添加元件的方式實現結構振動控制方式都體現了較好的控制效果【實用新型內容】
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種阻尼抗風耗能裝置，阻尼耗能裝置的實物模型(如圖1)，阻尼耗能裝置主要由兩部分構成，一部分是上部的葉片，另一部分是下部的阻尼器。當風作用在葉片上時，葉片會隨風轉動，而下部的阻尼器會產生阻尼效應，阻礙葉片的轉動，進而吸收或消耗風振的能量。
[0006]將多個阻尼耗能抗風裝置并列串聯在一個中軸上，且當風吹來時，各個裝置會獨立轉動，不會互相影響，周圍所產生的風場也不會互相影響。在各個裝置的共同作用下，達到很好的改變風場和抗風效果。
[0007]一種阻尼耗能抗風裝置，包括葉片1、輪轂2、螺絲3、螺母4、上支座5、上轉動墊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；所述的阻尼圓桶7是密封裝置，包括下轉動墊10、下支座11、加強板12、通孔13和阻尼液14。對應四片葉片1，在阻尼圓桶7內壁設有四個加強板12，加強板12隨著輪轂2轉動，阻尼圓桶7內充滿阻尼液14，在轉動過程中，阻尼液14會阻礙其轉動，達到阻尼效果。為防止輪轂轉動時磨損阻尼圓桶，上支座與阻尼圓桶外側間、阻尼圓桶內側與下支座間分別設有上轉動墊6和下轉動墊10 ;上支座與下支座間通過螺絲和螺母的配合固定；加強板上設有通孔13，通孔垂直于加強板，允許部分阻尼液通過；螺栓貫穿輪轂，用來固定連接輪轂的頂部和底部，從而增強其強度。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，連接板是用來將裝置固定在結構物上。
[0009]本實用新型具有如下的優(yōu)點:
[0010]1、此裝置不需要能量輸入。其中，葉片的轉動能改變風場風壓，阻尼裝置能消耗風能，這樣將其組合在一起能起到很好的抗風效果，保護屋面不受破壞。
[0011]2、建造房屋時，不用因為考慮到屋蓋形式對于抗風能力強弱的影響，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裝置來彌補屋蓋形式不足而帶來的不利影響。
[0012]3、本實用新型構造簡單，零件較少，制作和安裝過程簡單，適用性強，成本低且維護方便，能有效提高結構的抗震抗風性能，具有廣闊的推廣市場和應用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型整體實物示意圖。
[0014]圖2是本實用新型部分實物示意圖。
[0015]圖3是本實用新型的主視圖。
[0016]圖4是本實用新型的俯視圖。
[0017]圖5是本實用新型的透視圖。
[0018]圖6是本實用新型的等軸側圖。
[0019]圖7是本實用新型的剖面圖。
[0020]圖8是上支座與阻尼圓桶接觸處的局部示意圖。
[0021]圖9是結構A-A截面剖面圖。
[0022]圖10是結構B-B截面剖面圖。
[0023]圖11是阻尼圓桶內部截面局部剖面圖。
[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上轉動墊；7阻尼圓桶；8連桿；9固定板；10下轉動墊；11下支座；12加強板；13通孔；14阻尼液。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型提供了一種阻尼耗能抗風裝置，【具體實施方式】如下:
[0027]阻尼耗能抗風的葉片I采用復合材料制成，具有很高的強度和韌性。將其固定在輪轂2上，當風吹來作用在葉片上時，葉片會隨風轉動。輪轂2的轉動會帶動下部分轉動，包括上下支座和加強板12。這是阻尼圓桶7內的阻尼液14會發(fā)揮作用，阻礙其轉動，進而吸收或消耗風振的能量。加強板12上的通孔13可以控制阻尼液通過。將整個裝置是通過固定板9固定在需要抗風的結構物上。如圖12所示，一般放在比較容易受到破壞的的屋檐下方。為加強阻尼耗能裝置的抗風效果，可以將多個裝置并排放置。這樣能很好的起到抗風效果，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、轉動角度，阻尼器一些主要參數的選擇應用，還有就是阻尼耗能裝置的安裝位置和數量等。
[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當地的風速大小具體考慮。另外其轉動角度也是不固定的，也可根據當地常年觀測的風向具體設計優(yōu)化。其次阻尼器的一些主要參數的選擇，充分考慮阻尼耗能的效率，另外也受風速的影響。再者，裝置安放在直接迎風處的屋蓋邊緣、角落、屋脊等處。還有就是阻尼耗能裝置的安裝個數也可做一些改動。
【主權項】
1.一種阻尼耗能抗風裝置，其特征在于，該阻尼耗能抗風裝置包括葉片、輪轂、螺絲、螺母、上支座、上轉動墊、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；所述的阻尼圓桶是密封裝置，包括下轉動墊、下支座、加強板、通孔和阻尼液；在阻尼圓桶內壁設有四個加強板，分別對應四片葉片，加強板隨輪轂轉動；阻尼圓桶內充滿阻尼液，在轉動過程中，阻尼液阻礙其轉動；上支座與阻尼圓桶外側間、阻尼圓桶內側與下支座間分別設有上轉動墊和下轉動墊；上支座與下支座間通過螺絲和螺母的配合固定；加強板上設有通孔，通孔垂直于加強板，允許部分阻尼液通過；螺栓貫穿輪轂，用來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構物上。
【專利摘要】本實用新型是屬于土木工程的結構阻尼抗風領域，是一種適用于低矮建筑的減小風荷載、改變風壓的阻尼耗能抗風裝置。本實用新型阻尼耗能抗風裝置主要由三部分構成，一部分是上部的轉動裝置，一部分是中間的阻尼裝置，另一部分是下部的固定裝置。當風作用在葉片上時，葉片會隨風轉動，而下部的阻尼裝置會產生阻尼效應，阻礙葉片的轉動，進而吸收或消耗風振的能量。本實用新型適用于土木工程結構的低矮房屋結構，解決了對龐大的土木工程結構而言,依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外來風振作用并不可靠的問題。且裝置本身構造簡單，適用性強，有很好的抗風效果。
【IPC分類】E04B1/92, E04B1/98
【公開號】CN204738407
【申請?zhí)枴緾N201520517323
【發(fā)明人】霍林生, 王銀坤, 李宏男
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月15日