一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水箱結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大型工業(yè)儲(chǔ)罐以及核電站抗震性能的提高，越來越多的結(jié)構(gòu)采用減振控制技術(shù)。結(jié)構(gòu)減振控制技術(shù)通過在結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置各種耗散振動(dòng)能量的元件，并調(diào)整結(jié)構(gòu)周期，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。常用的阻尼器有:粘滯阻尼器，金屬屈服型阻尼器、摩擦阻尼器、調(diào)頻質(zhì)量阻尼器和調(diào)頻液體阻尼器等。目前，常用的調(diào)頻質(zhì)量阻尼器需要在結(jié)構(gòu)上附加額外的質(zhì)量塊。而對(duì)于水箱結(jié)構(gòu)，水箱中的液體本身就可以作為質(zhì)量塊，并可設(shè)計(jì)成調(diào)頻液體阻尼器，即利用水的晃動(dòng)耗能，吸收振動(dòng)的能量，達(dá)到減振的目標(biāo)。但是調(diào)頻液體阻尼器設(shè)計(jì)復(fù)雜，并且利用水的晃動(dòng)耗能能力有局限性，為此本專利將調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、調(diào)諧液體阻尼器和摩擦阻尼器結(jié)合起來，使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成一種構(gòu)造簡單，造價(jià)低廉，耗能能力強(qiáng)的新型吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，對(duì)核電站以及大型工業(yè)水箱的抗震安全具有顯著的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了提供一種構(gòu)造簡單，造價(jià)低廉，耗能能力強(qiáng)的應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:屏蔽廠房上端設(shè)置有水箱結(jié)構(gòu)，所述水箱結(jié)構(gòu)的水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件，所述預(yù)埋件上安裝有鉸接座，鉸接座上鉸接安裝有多孔板，多孔板的兩側(cè)與水箱壁之間對(duì)稱設(shè)置有阻尼器和彈簧元件，所述多孔板位于水箱內(nèi)。
[0005]本實(shí)用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0006]1.所述多孔板上均勻分布有單向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均勻設(shè)置有纖維。
[0007]2.所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱內(nèi)壁上設(shè)置有預(yù)埋件。
[0008]3.所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱外壁上設(shè)置有預(yù)埋件。
[0009]4.所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱外壁上設(shè)置有預(yù)埋件。
[0010]5.所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件面對(duì)面相對(duì)設(shè)置。
[0011]6.所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件交錯(cuò)設(shè)置。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，通過在水箱壁上安裝可搖擺的多孔板，多孔板與水箱壁通過彈簧元件和阻尼器元件連接。調(diào)整彈簧元件的剛度，控制多孔板的自振頻率，并使多孔板的耗能最大化。彈簧元件可以限制多孔板的擺動(dòng)幅度，并使其復(fù)位，阻尼器可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耗能能力。液體在穿過孔板孔洞時(shí)，由于多孔板的摩擦耗能功能，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的耗能能力。在核電PCCS水箱和工業(yè)儲(chǔ)罐上具有廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)用新型具有造價(jià)低廉，構(gòu)造簡單，安裝簡單，減振性能穩(wěn)定，不改變水箱結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在安裝改造上具有極大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)核電站以及大型工業(yè)水箱的抗震安全具有顯著的意義。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖3是圖2中A-A方向的剖面示意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型的水箱壁與多孔板的連接方式示意圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型的外壁上設(shè)置有多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6是本實(shí)用新型的內(nèi)壁上設(shè)置有多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7是本實(shí)用新型的內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖(面對(duì)面設(shè)置)；
[0020]圖8是本實(shí)用新型的內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖(交錯(cuò)設(shè)置)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]本實(shí)用新型提供的是以核電PCCS非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的頂部重力水箱結(jié)構(gòu)為對(duì)象，以減小地震或風(fēng)荷載作用下屏蔽廠房的整體響應(yīng)為目標(biāo)，本實(shí)用新型提出并實(shí)現(xiàn)了 PCCS可搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)。在地震或風(fēng)荷載的作用下，利用多孔板搖擺的動(dòng)力吸振功能，從而減少了下部結(jié)構(gòu)地震或風(fēng)荷載引起的能量輸入，同時(shí)利用水通過多孔板，增加了結(jié)構(gòu)整體耗能減振功能，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的阻尼比。根據(jù)動(dòng)力學(xué)基本原理可知，調(diào)整PCCS頂部水箱的動(dòng)力特征和增加結(jié)構(gòu)的阻尼比，可以有效地減小PCCS水箱結(jié)構(gòu)的地震基底剪力，進(jìn)而提高了核電安全殼及整體結(jié)構(gòu)的抗震可靠性。本實(shí)用新型適用于核電PCCS水箱結(jié)構(gòu)，同時(shí)也適用于大型工業(yè)儲(chǔ)液罐結(jié)構(gòu)。由于采用了提高結(jié)構(gòu)阻尼比的被動(dòng)減振控制裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)具有抗震性能穩(wěn)定、減震效果好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也具有減小結(jié)構(gòu)造價(jià)、具有工廠模塊化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。
[0023]結(jié)合圖1至圖4，屏蔽廠房8上端設(shè)置有水箱結(jié)構(gòu)，所述水箱結(jié)構(gòu)的水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件7，所述預(yù)埋件上安裝有鉸接座4，鉸接座上鉸接安裝有多孔板I，多孔板的兩側(cè)與水箱壁之間對(duì)稱設(shè)置有阻尼器6和彈簧元件5，所述多孔板位于水箱內(nèi)。所述多孔板上均勻分布有單向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均勻設(shè)置有纖維。
[0024]實(shí)施方案一:所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱內(nèi)壁上設(shè)置有預(yù)埋件或是所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱外壁上設(shè)置有預(yù)埋件。此中實(shí)施方案是單獨(dú)在水箱的外壁2或內(nèi)壁3預(yù)留一定數(shù)量的埋件7，然后焊接安裝鉸接座4，并在其上安裝多孔板I，最后根據(jù)要求把彈簧元件5和阻尼元件6安裝就位。
[0025]實(shí)施方案二:所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件面對(duì)面相對(duì)設(shè)置。此實(shí)施方案是在水箱外壁2和內(nèi)壁3對(duì)應(yīng)位置預(yù)留一定數(shù)量的埋件7，然后焊接安裝鉸接座4，并在其上安裝多孔板I，最后根據(jù)要求把彈簧元件5和阻尼元件6安裝就位。
[0026]實(shí)施方案三:所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件交錯(cuò)設(shè)置。此種實(shí)施方案是在水箱外壁2和內(nèi)壁3錯(cuò)開預(yù)留一定數(shù)量的埋件7，然后焊接安裝鉸接座4，并在其上安裝多孔板I，最后根據(jù)要求把彈簧元件5和阻尼元件6安裝就位。
[0027]方案一相比方案二和方案三更加經(jīng)濟(jì)，安裝也更加方便，對(duì)所水箱容積影響較小，但減振效果相對(duì)較差。方案二相比方案一和方案三，對(duì)稱安裝結(jié)構(gòu)減振效果更加穩(wěn)定優(yōu)良，對(duì)水箱容積有一定的影響。方案三相對(duì)方案一和方案二，更加適用于某一個(gè)方向振動(dòng)較多的情況，減振效果更具方向性。
[0028]本實(shí)用新型適用于PCCS頂部水箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)也適用于大型工業(yè)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，屬于結(jié)構(gòu)振動(dòng)被動(dòng)控制領(lǐng)域，具體是提高了水箱結(jié)構(gòu)及下部支撐結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震可靠性。
[0029]—種新型的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，包括:多孔板1、水箱外壁2、水箱內(nèi)壁3、鉸接座4、彈簧元件5、阻尼器元件6，預(yù)埋件7。在PCCS頂部水箱外壁2和水箱內(nèi)壁3安裝預(yù)留埋件7焊接安裝水箱壁鉸接裝置4;把多孔板I安裝在鉸接座4上;并在多孔板I 一定位置安裝彈簧元件5和阻尼元件6。多孔板I在地震和風(fēng)荷載作用下調(diào)節(jié)水箱的動(dòng)力特性，發(fā)揮了多孔板的吸能減振功能。所述水箱壁上按一定距離安裝一定數(shù)量的鉸接座4，調(diào)整水箱結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征，使其與場(chǎng)地的特征周期接近，減小下部支撐的動(dòng)力響應(yīng)。所述多孔板I上均勻分布具有摩擦功能的單向流通的小孔。所述多孔板I與鉸接座4之間安裝一些彈簧元件5和阻尼元件6。
[0030]本實(shí)用新型的基本實(shí)施方案是根據(jù)核電PCCS水箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在傳統(tǒng)核電站PCCS水箱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，所有部件包括多孔板1、水箱壁鉸接裝置4、彈簧元件5和阻尼器元件6都可以通過工廠模塊化生產(chǎn)完成后，直接在水箱外壁2和水箱內(nèi)壁3上的預(yù)留埋件7，焊接鉸接座4;通過多孔板I與鉸接座4的預(yù)留的安裝裝置，將多孔板I安裝就位。在水箱壁與多孔板之間安裝一定剛度的彈簧元件5和阻尼元件6，多孔板I的重量、數(shù)量和位置，彈簧元件5的剛度和阻尼元件6的阻尼系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定。該結(jié)構(gòu)計(jì)算一般包括利用常用的有限元軟件進(jìn)行建模仿真，利用仿真結(jié)果對(duì)水箱模型進(jìn)行簡化，推導(dǎo)得出水箱結(jié)構(gòu)的一個(gè)三質(zhì)點(diǎn)等效模型。利用等效的水箱模型與下部結(jié)構(gòu)組成一個(gè)TMD系統(tǒng)，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，推導(dǎo)出下部結(jié)構(gòu)的位移傳遞函數(shù)模型，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用MATLAB軟件擬合出結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)公式。該水箱位于屏蔽廠房8上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，屏蔽廠房上端設(shè)置有水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱結(jié)構(gòu)的水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件，所述預(yù)埋件上安裝有鉸接座，鉸接座上鉸接安裝有多孔板，多孔板的兩側(cè)與水箱壁之間對(duì)稱設(shè)置有阻尼器和彈簧元件，所述多孔板位于水箱內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述多孔板上均勻分布有單向流通且具有摩擦功能的小孔，所述小孔的表面均勻設(shè)置有纖維。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱內(nèi)壁上設(shè)置有預(yù)埋件。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件是指水箱外壁上設(shè)置有預(yù)埋件。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件設(shè)置水箱內(nèi)壁與水箱外壁上均設(shè)置有預(yù)埋件。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件面對(duì)面相對(duì)設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水箱內(nèi)壁和水箱外壁均設(shè)置有預(yù)埋件時(shí)，水箱內(nèi)壁的預(yù)埋件與水箱外壁的預(yù)埋件交錯(cuò)設(shè)置。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于核電站屏蔽廠房的搖擺多孔隔板吸能減振水箱結(jié)構(gòu)，所述水箱壁上設(shè)置有預(yù)埋件，所述預(yù)埋件上安裝有鉸接座，鉸接座上鉸接安裝有多孔板，多孔板的兩側(cè)與水箱壁之間對(duì)稱設(shè)置有阻尼器和彈簧元件，所述多孔板位于水箱內(nèi)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的技術(shù)方案相比具有造價(jià)低廉，安裝簡單，減振性能穩(wěn)定，不改變水箱結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在安裝改造上具有極大的優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號(hào)】CN205348443
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620006808
【發(fā)明人】侯鋼領(lǐng), 曹沖, 楊波, 滕飛
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日