本实用新型涉及水箱箱体调节阻尼装置技术领域，具体涉及一种调谐液体质量阻尼器。
背景技术：
现有技术中的超高层建筑物在强风下易产生横风响应，建筑物的摆动易造成幕墙破坏及顶部加速度较大。人员在超高层建筑物中生活、工作都易受强风影响，当楼体加速度较大时，明显产生头晕、恶心、呕吐等不适症状。因此需要采用一种附加振动控制装置来减少加速度响应，提高人的舒适度。
调谐液体质量阻尼器(tunedmassdamper，以下简称tmd)被广泛应用于摩天大楼、大跨度桥梁、重要设备等的风振和振动控制。目前常规的tmd为质量块由钢索悬挂或弹簧竖向支撑并辅助以液体阻尼器构成，并且是一种随着结构振动一起运动的被动装置(跟随大楼摆动或跟随桥面竖直振动)。但tmd是全钢制成，大部分零部件需要精密加工，制造成本高昂且安装复杂。一般500吨级运动质量的tmd造价约2000～2500万元。而且tmd在长期使用中，提供阻尼的液体阻尼器容易因磨损造成泄漏，因体积重量的关系修理不便、更换不便。
进一步的，在新消防规范下，现有技术中的超高层建筑物均要求在顶部设置超大型消防水箱，现有消防水箱体积庞大，不具有调谐液体质量阻尼器的功能。现有技术中上述消防水箱的固定方式通常与超高层建筑的承重结构体系紧固连接，对消防水箱内的液态水的流动施加阻尼作用，可有效吸收楼体摇晃产生的振动，并能和调谐液体质量阻尼器作用效果相当。
因此，研发一种调谐液体质量阻尼器，借助消防水箱的硬件结构，为其添加控制楼体振动的功能，以解决上述技术问题成为一种必需。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种调谐液体质量阻尼器，以便于以储液箱为载体缓冲高层建筑的摇晃及振动。
本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本实用新型提供一种调谐液体质量阻尼器，包括；储液箱体和设置在所述储液箱体内，用于调节盛装在所述储液箱体内的液体流动阻力时所需的液阻尼调节装置；
所述储液箱体的下端面和/或侧壁，设置有用于与楼体承重墙和/或承重梁紧固连接时所需的连接件；
所述液阻尼调节装置包括：垂直于装配轴线方向，横截面外形为十字状的立柱，及分别设置在所述立柱两端，用于将所述立柱固定在所述储液箱体内的紧固套件；
所述液阻尼调节装置在所述储液箱体内的设置数量为多根，相对于所述储液箱体的底面呈矩阵状分布；所述液阻尼调节装置与所述储液箱体固定连接时，所述装配轴线垂直于所述储液箱体的底面。
在本实用新型的一些实施例中，所述立柱包括两块垂直连接的金属板和多块翼板；所述金属板或所述翼板上设置有横向槽；所述金属板与所述翼板通过所述横向槽及锁定螺钉形成连接相对位置可调节的固定连接；所述调节的方向垂直于所述装配轴线。
在本实用新型的一些实施例中，所述紧固套件的结构包括：设置有十字插槽的底座及分别设置在所述立柱两端的十字插接端；所述十字插接端垂直于装配轴线方向的截面外形与所述十字插槽的外形相适配；所述底座的下方设置的连接端用于与所述储液箱体的箱底或顶盖的下端面通过螺钉固定连接。
在本实用新型的一些实施例中，所述底座下方设置的连接端设置有用于调节所述十字插槽相对于所述装配轴线装配旋转角度的弧形槽孔。
在本实用新型的一些实施例中，所述储液箱体的骨架由h型钢焊接后制成；所述骨架相邻两根h型钢间连接有槽钢；所述储液箱体的箱体底部、侧壁及顶盖均为钢板相邻钢板间的连接方式为焊接，焊接后形成的焊缝具有水密性；所述钢板的外壁以焊接的方式与所述骨架和/或所述槽钢固定连接。
在本实用新型的一些实施例中，所述储液箱体的内壁及所述液阻尼调节装置的外壁涂覆有防水防锈涂层。
在本实用新型的一些实施例中，还包括控制器；所述储液箱体内设置有水位计；所述储液箱体的进水口连接端设置有电控阀；所述水位计及所述电控阀分别与所述控制器电连接。
在本实用新型的一些实施例中，所述储液箱体的顶盖、侧壁及底板均分别为钢筋混凝土结构；所述储液箱体的内壁涂覆有防水涂层。
在本实用新型的一些实施例中，所述储液箱体设置有顶盖，所述顶盖上设置有检修窗口；所述储液箱体的侧壁安装设置有爬梯。
在本实用新型的一些实施例中，所述储液箱体的底部或侧壁的底部设置有出水接口；所述出水接口的连接端设置有管阀。
本实用新型的调谐液体质量阻尼器的特点及优点是：
利用现有超高层建筑顶部设置的超大型消防水箱的结构特点，为其进一步增加调谐质量阻尼的实用功能，通过调节消防水箱内的水位高度既能调节该调谐液体质量阻尼器的工作频率，以适应不同高度及不同风载环境下的建筑物的减振需求。改进后的储液箱体，其结构较为简单，易于实现，只需在储液箱体内进一步设置本申请创新研发的液阻尼调节装置即可达到所需的使用效果；其中，上述液阻尼调节装置在使用状态下能够对储液箱内盛装的液体的摇晃起到良好的缓冲阻尼作用，能够大量吸收高层建筑物摇晃所产生的动能，进而提高高层建筑安全性的同时还能更进一步提升高层建筑的居住舒适性。此外，上述结构改造的制作成本相比购买专用的调谐液体质量阻尼器能够节省大量的资金，大幅降低超高层建筑的建造成本，并能带来优异的减振使用效果。进一步的，上述调谐液体质量阻尼器可因地制宜的利用消防水箱结构改进后加以实现，可优选使用轻型钢结构制作消防水箱箱体，并在消防水箱箱体中进一步增设液阻尼装置，通过调节水位高度来调节工作频率，通过调节液阻尼装置的立柱叶展尺寸来调节阻尼比。从而达到使用水来替代钢材，降低造价和加工制造、施工难度，但是起到类似tmd的减振效果。据测算，一般500吨级(水)tsd的造价约300～350万，减振效果约为tmd的60～70％。大大降低造价的同时也能起到良好的减振效果，非常适合在200～350m的超高层建筑中使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1中调谐液体质量阻尼器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2中立柱的结构示意图；
图3为图2所示结构翼板完全展开时的结构示意图；
图4为图2所示结构翼板完全收回时的结构示意图；
图5为本实用新型实施例3中紧固套件的结构示意图；
图6为图5所示的连接端改进后的结构示意图；
图7位本实用新型实施例4中储液箱体外形结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供了一种调谐液体质量阻尼器，包括：储液箱体100和设置在所述储液箱体100内，用于调节盛装在所述储液箱体内的液体，流动阻力时所需的液阻尼调节装置200；
所述储液箱体的下端面和/或侧壁，设置有用于与楼体承重墙和/或承重梁紧固连接时所需的连接件(图中未示出)；所述液阻尼调节装置200包括：垂直于装配轴线方向，横截面外形为十字状的立柱210，及分别设置在所述立柱210两端，用于将所述立柱固定在所述储液箱体内的紧固套件220；所述液阻尼调节装置200在所述储液箱体100内的设置数量为多根，相对于所述储液箱体100的底面呈矩阵状分布；所述液阻尼调节装置200与所述储液箱体100固定连接时，所述装配轴线垂直于所述储液箱体的底面。
需要说明的是，为突出本实用新型的主要技术改进点，图1所示的结构方案中储液箱体上的相关进液口及出液口的设置方式均为现有技术，其相关设置方式及设置位置并非本申请的主要技术改进点，因此均未进一步图示。此外，上述连接件结构亦基于现有技术设置，可参见现有技术中设置在高层建筑物顶部的消防水箱与建筑物本体间的固定方式来加以设置，为达到与承重墙或建筑横梁间的更进一步稳固连接，而特别设置的连接筋及固定框架也是本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下可以轻易实现的，因此在图1中相关结构细节也不再进一步图示。
此外，上述立柱210的设置位置依使用需求并不限于图1所示的垂直结构，采用装配轴线方向平行于储液箱体底面的方式安装及加以使用也是本申请所要求保护的。可以理解的是将上述立柱210的设置位置采用装配轴线方向平行于储液箱体底面的方式安装时，其两端的连接位置应为储液箱体的侧壁。
本实用新型的调谐液体质量阻尼器：利用现有超高层建筑顶部设置的超大型消防水箱的结构特点，为其进一步增加调谐质量阻尼的实用功能，通过调节消防水箱内的水位高度既能调节该调谐液体质量阻尼器的工作频率，以适应不同高度及不同风载环境下的建筑物的减振需求。改进后的储液箱体，其结构较为简单，易于实现，只需在储液箱体内进一步设置本申请创新研发的液阻尼调节装置即可达到所需的使用效果；其中，上述液阻尼调节装置在使用状态下能够对储液箱内盛装的液体的摇晃起到良好的缓冲阻尼作用，能够大量吸收高层建筑物摇晃所产生的动能，进而提高高层建筑安全性的同时还能更进一步提升高层建筑的居住舒适性。此外，上述结构改造的制作成本相比购买专用的调谐液体质量阻尼器能够节省大量的资金，大幅降低超高层建筑的建造成本，并能带来优异的减振使用效果。进一步的，上述调谐液体质量阻尼器可因地制宜的利用消防水箱结构改进后加以实现，可优选使用轻型钢结构制作消防水箱箱体，并在消防水箱箱体中进一步增设液阻尼装置，通过调节水位高度来调节工作频率，通过调节液阻尼装置的立柱叶展尺寸来调节阻尼比。从而达到使用水来替代钢材，降低造价和加工制造、施工难度，但是起到类似tmd的减振效果。据测算，一般500吨级(水)tsd的造价约300～350万，减振效果约为tmd的60～70％。大大降低造价的同时也能起到良好的减振效果，非常适合在200～350m的超高层建筑中使用。
实施例2：
如图2至图4所示，本实施例在实施例1的基础上，所述立柱210包括两块垂直连接的金属板211和多块翼板212；所述金属板211或所述翼板上设置有横向槽213；所述金属板211与所述翼板212通过所述横向槽213及锁定螺钉214形成连接相对位置可调节的固定连接；所述调节的方向垂直于所述装配轴线l。将上述立柱结构应用在消防水箱中，可通过调节所述翼板212与金属板211间的紧固位置，达到调节阻尼比的使用效果。
优选的，在图2所示结构中，为保证两块垂直连接的金属板211形成的十字结构连接更为稳固，还可在十字交叉连接部位焊接图中所示的，外形为三角形状的加强肋g。
优选的，在上述结构中上述金属板211及翼板212均分别采用高阻尼钢板制作而成，采用高阻钢结构材料制作的立柱，能够获得更为优异的阻止液体流动的技术效果。
采用上述结构方案后能够更为方便的调节立柱210对位于储液箱体内的液体晃动时形成的两个垂直方向的阻力，进而易于达到依现场使用环境测算的摇晃曲线，因需调节阻尼的使用效果。
需要说明的是上述翼板212的设置数量及外形尺寸并不限于图示中的结构形式，将沿装配轴线方向投影位置相同的翼板的设置数量设置为任意数值均是本申请所要求保护的。此外，本领域技术人员能够理解，将横向槽设置位置与螺钉固定位置在翼板与金属板间作调换亦能获得同样的位置调节技术效果，因此，基于上述方法变换后的结构也是本申请所要求保护的。
实施例3：
如图5所示，本实施例在上述实施例的基础上，所述紧固套件220的结构包括：设置有十字插槽221的底座222及分别设置在所述立柱两端的十字插接端223；所述十字插接端223垂直于装配轴线l方向的截面外形与所述十字插槽的外形相适配；所述底座222的下方设置的连接端224用于与所述储液箱体的箱底或顶盖的下端面通过螺钉固定连接。
优选的，如图6所示，所述底座下方设置的连接端设置有用于调节所述十字插槽221相对于所述装配轴线装配旋转角度的弧形槽孔225。
实施例4：
如图7所示，本实施例在上述实施例的基础上，所述储液箱体的骨架001由h型钢焊接后制成；所述骨架相邻两根h型钢间连接有槽钢002；所述储液箱体的箱体底部、侧壁及顶盖均为钢板，相邻钢板间的连接方式为焊接，焊接后形成的焊缝具有水密性；所述钢板的外壁以焊接的方式与所述骨架和/或所述槽钢固定连接。
优选的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储液箱体的内壁及所述液阻尼调节装置的外壁涂覆有防水防锈涂层。
优选的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，还包括控制器；所述储液箱体内设置有水位计；所述储液箱体的进水口连接端设置有电控阀；所述水位计及所述电控阀分别与所述控制器电连接。
优选的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储液箱体的顶盖、侧壁及底板均分别为钢筋混凝土结构；所述储液箱体的内壁涂覆有防水涂层。
优选的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储液箱体设置有顶盖，所述顶盖上设置有检修窗口；所述储液箱体的侧壁安装设置有爬梯。
优选的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储液箱体的底部或侧壁的底部设置有出水接口；所述出水接口的连接端设置有管阀。
实施例5：
本实施例以实施例1中所图示的结构方案为基础，将调谐液体质量阻尼器(tsd)的其中一种可实施的制作方案详述如下；其结构包括：顶盖，箱体，和液阻尼装置。上述tsd设计时优选使用h型钢为主承力构件、槽钢为辅助承力构件、结合薄钢板来制造tsd的顶盖、箱体和底板，钢板与钢板和钢板与型钢连接处均为满焊缝，并在tsd内外壁涂覆防水防锈涂料。通过tsd水平面尺寸的设计及水位高低来匹配超高层建筑物的基本频率。水位高低由水位计监测。顶盖、箱体、底板使用钢板制造易于安装与维护，也可以使用钢筋混凝土制造，但须注意防水处理。
在tsd内部设置液阻尼装置，阻尼装置数量根据具体项目变化，一般为如图1所示布置九台。使用高阻尼钢板制造液阻尼装置，在其中一种实施方案下，液阻尼装置通过、上下两端分别与tsd顶盖和底板螺栓连接，液阻尼装置本体设计为十字型以适应两个水平主方向的水运动。在液阻尼装置本体上附加用于宽度调节的翼板，翼板用螺栓固定在本体上；在其中一种实施方式下，翼板上设置有横向滑槽。通过调节翼板沿着横向滑槽移动的不同位置，来调节总宽度以提供不同的阻尼比给tsd，以达到不同的tsd性能要求。液阻尼装置使用高阻尼钢板制造可以大大延长使用寿命，不易产生低周疲劳。液阻尼装置与顶盖及底板连接处均为满焊缝，并整体和焊接后焊缝处涂覆防水防锈涂料。
当tsd同时用作消防水箱时，需设置检修口和钢爬梯以利检修，需在底部设置管道法兰接口用以连接消防管网，需在顶部设置进水口用以补充消防用水，需设置水位计以监测水位高低。tsd也可以不用作消防水箱，独立成为减振装置。此时仍需设置检修口和钢爬梯以利检修，设置水位计以监测水位高低，无需设置法兰接口和进水口。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种调谐液体质量阻尼器，其特征在于，包括：储液箱体和设置在所述储液箱体内，用于调节盛装在所述储液箱体内的液体流动阻力时所需的液阻尼调节装置；
所述储液箱体的下端面和/或侧壁，设置有用于与楼体承重墙和/或承重梁紧固连接时所需的连接件；
所述液阻尼调节装置包括：垂直于装配轴线方向，横截面外形为十字状的立柱，及分别设置在所述立柱两端，用于将所述立柱固定在所述储液箱体内的紧固套件；
所述液阻尼调节装置在所述储液箱体内的设置数量为多根，相对于所述储液箱体的底面呈矩阵状分布；所述液阻尼调节装置与所述储液箱体固定连接时，所述装配轴线垂直于所述储液箱体的底面。
2.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述立柱包括两块垂直连接的金属板和多块翼板；所述金属板或所述翼板上设置有横向槽；所述金属板与所述翼板通过所述横向槽及锁定螺钉形成连接相对位置可调节的固定连接；所述调节的方向垂直于所述装配轴线。
3.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述紧固套件的结构包括：设置有十字插槽的底座及分别设置在所述立柱两端的十字插接端；所述十字插接端垂直于装配轴线方向的截面外形与所述十字插槽的外形相适配；所述底座的下方设置的连接端用于与所述储液箱体的箱底或顶盖的下端面通过螺钉固定连接。
4.根据权利要求3所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述底座下方设置的连接端设置有用于调节所述十字插槽相对于所述装配轴线装配旋转角度的弧形槽孔。
5.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述储液箱体的骨架由h型钢焊接后制成；所述骨架相邻两根h型钢间连接有槽钢；所述储液箱体的箱体底部、侧壁及顶盖均为钢板相邻钢板间的连接方式为焊接，焊接后形成的焊缝具有水密性；所述钢板的外壁以焊接的方式与所述骨架和/或所述槽钢固定连接。
6.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述储液箱体的内壁及所述液阻尼调节装置的外壁涂覆有防水防锈涂层。
7.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，还包括控制器；所述储液箱体内设置有水位计；所述储液箱体的进水口连接端设置有电控阀；所述水位计及所述电控阀分别与所述控制器电连接。
8.根据权利要求1所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述储液箱体的顶盖、侧壁及底板均分别为钢筋混凝土结构；所述储液箱体的内壁涂覆有防水涂层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述储液箱体设置有顶盖，所述顶盖上设置有检修窗口；所述储液箱体的侧壁安装设置有爬梯。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的调谐液体质量阻尼器，其特征在于，所述储液箱体的底部或侧壁的底部设置有出水接口；所述出水接口的连接端设置有管阀。
技术总结