[發明專利]一種懸吊式的調頻質量阻尼器

無效

• 申請號: 201010137516.2
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101806104A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 張志強;李愛群;劉康安
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種大跨橋梁和樓(屋)蓋豎向振動響應的減振裝置，尤其涉及一種懸吊式的質量阻尼器。

背景技術

隨著經濟和城市建設發展的需要，建筑物和橋梁的跨度和規模越來越大，其中有代表性的是體育、會議展覽和機場建筑以及大跨橋梁。近幾年建筑設計施工技術發生了很大變革，計算方法的進步、輕質高強材料的使用使得結構體系變得更輕、更柔、阻尼更小，而設計趨勢是用最小重量的結構系統來跨越較長的跨度，這樣就降低了結構的剛度和阻尼，使得大跨橋梁和樓(屋)蓋的自振頻率與風和人行活動荷載頻率比較接近，導致豎向振動響應較大，影響結構的安全和正常使用，也容易導致結構的耐久性降低。此外，振動往往超過人體舒適度的要求，常常會給人們帶來不適感，導致使用者出現緊張甚至恐慌心理，降低了工作環境質量，影響了工作效率。這些問題的存在，將直接導致結構適用性能的降低。傳統的設計方法，基本上通過改變結構的剛度和結構型式，提高結構的頻率降低結構的振動；但從技術經濟、美觀和空間利用的角度看，在很多情況下這是不合理的。相反采用調頻質量阻尼器的減振方法來解決上述問題，則是一種經濟和合理的解決方法。

調頻質量阻尼器式應用最早的結構被動控制裝置之一，是由彈簧、阻尼器和質量塊組成的振動系統。當主結構在外激勵作用下產生振動時，帶動調頻質量阻尼器一起振動，其產生的慣性力反作用到結構上，其阻尼也發揮消能作用，使主結構的振動反應衰減并受到控制。其優點是簡潔、可靠、有效以及低成本。

目前，利用調頻質量阻尼器對結構進行減振控制進行了大量的理論分析和試驗研究，同時調頻質量阻尼器已被廣泛地應用土木工程的結構振動控制中。但是，這些研究和應用主要集中在利用調頻質量阻尼器控制結構在地震和風作用下的水平振動，控制結構的豎向振動的研究和應用較少；而且所應用的調頻質量阻尼器均為被動裝置，不可調節，無法調節自身的頻率，耗能能力較差，也無法完全消除阻尼器內摩擦力的不利影響。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種能夠高效耗能并能消除阻尼器內摩擦力的懸吊式的可控型調頻質量阻尼器。

技術方案：本發明所述的懸吊式的調頻質量阻尼器，包括彈簧、質量塊和粘滯流體阻尼器，所述質量塊通過彈簧和粘滯流體阻尼器懸吊在懸梁或上頂板上，所述粘滯流體阻尼器的阻尼系數隨著粘滯流體阻尼器位移的變化而變化。

本發明中所述粘滯流體阻尼器的阻尼系數變化，可以通過如下方案實現：所述粘滯流體阻尼器主要由密封的缸筒、穿過所述缸筒可上下滑動的導桿和固定在導桿上的活塞構成，所述活塞上設置有半徑不變的阻尼通道，阻尼長棒設置在所述缸筒內，并穿過所述活塞上的阻尼通道，所述活塞移動到不同位移時，對應的阻尼長棒的半徑不等，從而調整阻尼孔半徑R大小變化，進而導致阻尼系數變化。

本發明通過活塞和特別設計的阻尼棒共同控制阻尼孔的大小：在活塞運動的行程中，距離中心點一定距離范圍內，阻尼孔設置的比較大；當活塞運動到距離中心點該距離范圍以外時則變化為另一種小孔徑。在兩段行程內各需要多大的阻尼力，均可通過預先設定每段行程范圍內的孔徑大小，從而可控制該段行程內的阻尼及最大阻尼力。

所述粘滯流體阻尼器的導桿上端為耳環，所述耳環通過外罩法蘭和軸球頭與所述上頂板連接；所述粘滯流體阻尼器的導桿下端插入質量塊中，并可自由滑動；套在導桿外部的缸筒的下端與所述質量塊固定連接。

所述彈簧的兩端分別通過螺栓與所述懸梁(或上頂板)和所述質量塊連接。為了防止受到側向力時彈簧出現的左右搖擺，甚至發生失控和傾覆等現象，在所述彈簧內部設置導向裝置，所述導向裝置由導向桿和導向套組成。

為了可以任意改變彈簧的工作圈數，調整彈簧的剛度，消除由于計算或施工等方面的原因所造成的結構實際頻率與計算頻率不一致的影響，在所述彈簧上設置剛度調節板，所述剛度調節板通過定位螺栓固定在所述導向套上。