本實用新型涉及一種新型結構耗能減振裝置，屬于土木工程（包括高層建筑、高聳結構、地下建筑和橋梁結構等）振動控制領域。

背景技術：

現今時代，高層建筑、大跨度橋梁迅猛發展，其抗振問題得到廣泛關注與研究，基礎隔震、調諧減振控制等被動控制技術由于其概念簡單、機理明確、造價較低、減震效果顯著而在國內外土木工程中得到廣泛應用。目前，傳統的質量調諧阻尼器應用較為廣泛，但是其具有一些客觀存在的缺點，一是減振頻帶窄，只能在共振區附近發揮有效作用；二是控制振型單一，多振型情況下減振效果有限，因此并不能很好滿足實際工程的需要。

技術實現要素：

針對以上這些問題，本實用新型提供一種質量顆粒液體協同調諧阻尼器，引入傳統的調諧液體阻尼器與目前主要應用于航空航天、機械制造領域的顆粒阻尼器，實現三者有機結合，優勢互補，從而在新建或現有結構基礎上達到有效降低成本、拓寬減振頻帶、實現多重復合響應、提高抗振可靠性的效果。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

本實用新型提出的一種質量顆粒液體協同調諧阻尼器，包括：阻尼器腔體單元1、液體2、顆粒群3和軟包材料4，其中：阻尼器腔體單元1為長方體結構，其內劃分為上下兩個功能區域，上部功能區域內填充液體２；下部功能區域自上而下等分為三個單元，每個單元內的內壁、頂部和底部均覆蓋有軟包材料４，每一單元內均填充有顆粒小球3；在起振低頻階段，上部功能區域利用液體動側力實現減振；當振動頻率與主體結構固有頻率相近時，液體質量與顆粒小球質量實現質量共振調諧減振；在其他情況下，主要利用不同直徑顆粒對于振動頻率的不同響應，實現顆粒與顆粒之間、顆粒與腔體之間的摩擦、非完全彈碰撞耗能減振。

本實用新型中，阻尼器腔體單元１采用混凝土或鋼質材料，壁厚根據液體質量進行動力學計算所得，上部功能區域和下部功能區域的體積比為3：2。

本實用新型中，所述液體２采用清水或密度相同的其他液體，填充比例考慮主體結構自振頻率以及顆粒與阻尼器腔體單元1總質量，根據相關原理計算得到，使阻尼器擺動頻率與主體結構自振頻率相同。

本實用新型中，所述軟包材料４采用橡膠、泡沫塑料或針織棉中任一種，軟包材料4厚度為5mm。

本實用新型中，下部功能區域的每個單元內顆粒小球的填充率為65%，顆粒小球為圓形顆粒，顆粒直徑為3mm、4mm、6mm、8mm和10mm，各直徑顆粒的質量比為3：2：2：1：2，顆粒是鋼球、合金球或混凝土球中的任一種。

在起振低頻階段，上部區域利用液體動側力實現減振；當振動頻率與主體結構固有頻率相近時，液體質量與顆粒質量實現質量共振調諧減振；在其他情況下，主要利用不同直徑顆粒對于振動頻率的不同響應，實現顆粒與顆粒之間、顆粒與腔體之間的摩擦、非完全彈碰撞耗能減振。此外，本實用新型可以與主體結構與同步施工或是附加在已有結構上，所用材料均為廉價易得材料。

與現有技術相比，本實用新型的優點如下：

試驗表明，無論是從加速度峰值減振率還是從加速度均方根減振率方面，質量顆粒液體協同調諧阻尼器的減振效果均要優于同等條件下的調諧質量阻尼器，在外激勵下可以更快達到穩定狀態。

本實用新型綜合多種阻尼器的性能特征，減振機制多樣，實現優勢互補；試驗表明，減振頻帶拓寬，減振性能好，減振可靠度高，因而能夠適應工程中的惡劣環境。

本實用新型阻尼器腔體單元構造形式簡單，能夠與待建或已建結構良好裝配結合，能夠在已有結構附件如水箱等基礎上加以改造；同時材料廉價易得，充分利用相關建筑材料，制造成本較低，適用范圍較廣。

附圖說明

圖1是第一個實施例的縱剖面構造圖。

圖2是第一個實施例的橫剖面構造圖。

圖3是第一個實施例的內部俯視圖。

圖中標號：1.阻尼器腔體單元，2.液體，3.顆粒群，4.軟包材料。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

實施例1：如圖1所示，為本實用新型的一種質量顆粒液體協同調諧阻尼器實施例，其主要包括阻尼器腔體單元1、液體2、顆粒群3及軟包材料4。

阻尼器為水平設置，阻尼器腔體單元１形狀為長方體，可采用混凝土材料澆筑或為鋼板焊接而成，若為鋼板焊接,上部內壁做好防銹處理；壁厚主要根據液體質量進行動力學計算所得。阻尼器腔體單元１通過懸吊式或支承式方式與主體結構相連。在阻尼器腔體單元中，劃分體積比為3：2的上下兩個功能區域，上部功能區域為一個單元，填充清水或密度相同的其他液體2；下部功能區域等分為三個單元，每個單元層厚與腔體壁厚相同，內壁覆蓋軟包材料４，以橡膠、泡沫塑料或針織棉等具有高恢復系數材料中任一種作為軟包材料4，厚度為5mm。每一單元填充質量比填充率（質量比填充率，即填充的顆粒質量占該空間所能填充顆粒的最大質量比例）為65%、顆粒直徑為3mm、4mm、6mm、8mm、10mm、各直徑顆粒質量比為3：2：2：1：2的顆粒小球3，顆粒是鋼球、合金球或混凝土球中的任一種。