[實用新型]基于調諧質量阻尼器和拉索的自復位海洋平臺

有效

• 申請號: 201420108501.7
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN203755278U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張紀剛;牛群;蘇銳;溫琦;王劍閣;胡先坤
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 萬桂斌

技術領域

本實用新型涉及一種建筑結構體系，尤其涉及一種海洋平臺用的建筑結構體系。

背景技術

建筑物在外力（地震）作用下，結構變形集中、耗能能力差，容易引起倒塌，這在歷次地震中屢見不鮮。近海海洋平臺結構通常處于30-300米水深的海域內，成年累月的遭受風、浪、海流等載荷的作用，甚至遭受地震、浮冰、海嘯等突發外力的影響，因此，近海平臺的惡劣環境造成了平臺結構的可靠性和安全性問題。鑒于深海海洋平臺系泊技術中的張緊索系泊系統，采用系泊纜索將平臺直接固定在海底，有效地減小平臺在各種載荷作用下的水平偏移量以及扭轉偏移量。

結構耗能減振技術是在結構中設置一些耗能裝置以達到隔離、調諧、吸能、耗能減振的目的，通過在平臺內部設置耗能器，耗散能量，從而減小結構的振動。

調諧質量阻尼器（縮寫TMD）由質量塊、彈簧與阻尼器構成。由質量塊將其振動頻率調整至主結構頻率附近，改變結構共振特性，以達到減振目的。質量調諧阻尼器的主要工作原理是結構受到振動作用時，通過微小的外部能源，調整半主動控制系統的剛度或者阻尼，使結構的動力特性改變，以減小結構的振動反應。

通常先測定主結構的自振頻率，把調諧質量阻尼器的自振頻率調整為大約與主結構相同，并附加適當阻尼，在外界激勵作用下，使主結構以及調諧質量阻尼器發生共振，調諧質量阻尼器的慣性力反作用于主結構，起到減振的作用。調諧質量阻尼器在控制風荷載和行人荷載方面有著獨特的優勢，近年來也有學者將調諧質量阻尼器應用于地震控制當中，但是其自振周期較長，控制頻帶較窄。

由于海洋平臺所處的海洋環境，常年處于風荷載的作用下，而且平臺上的各種采油設備工作強度高，平臺長期受到內部機械振動的影響，然而波浪荷載、風荷載和機械荷載的振動頻率相對單一，因此安裝調諧質量阻尼器也是海洋平臺振動控制的有效措施。

實用新型內容

本實用新型的技術效果能夠提供一種基于調諧質量阻尼器和拉索的自復位海洋平臺結構體系，用簡單方便的措施有效地解決現有近海海洋平臺的振動變形問題。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：其包括平臺、拉索，所述平臺底端固定設置在地基上；所述拉索為預應力拉索，所述拉索的一端與平臺側面連接，另一端固接于地基。

采用預應力拉索將海洋平臺結構與海底相連，通過預應力拉索施加給海洋平臺一個向下的作用力，可以消除海洋平臺結構的高階模態振型，削弱平臺的扭轉變形，添加拉索是一種安全可靠、經濟適用、施工方便、構造簡單的減振和控制變形措施。

平臺上設置調諧質量阻尼器，調諧質量阻尼器設置在平臺頂部，可以將海洋平臺上的設施改造為調諧質量阻尼器，利用調諧質量阻尼器將振動頻率調整至主結構頻率附近，改變結構共振特性，以達到減振效果。針對第一自振頻率進行結構振動控制，該設施可以通過參數優化，通過改變結構共振特性，而達到減振效果。所述的調諧質量阻尼器包括質量塊、彈簧、阻尼器和固定件，質量塊與固定件之間分別設有彈簧、阻尼器。

所述拉索至少設置四根。

所述拉索采用鋼索或者合成纖維繩，鋼索的結構復雜，制造成本高，且易磨損、易扭結，易被海水腐蝕以及發生疲勞破壞。相比于鋼索，合成纖維繩質量輕，具有浮力-重力中和的特性，可有效地降低平臺負載。而且合成纖維繩不易磨損、壽命較長、張力范圍大，不需要像鋼索一樣進行防腐處理，其強度高、模量也高。

本實用新型的基于調諧質量阻尼器和拉索的自復位海洋平臺，用簡單方便的措施有效地解決現有近海海洋平臺的振動變形問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例1結構示意圖；

圖2為本實用新型的實施例2結構示意圖；

圖3為本實用新型的實施例3結構示意圖；

圖4為本實用新型的實施例4結構示意圖。

圖中：1-平臺；2-拉索；3-質量塊；4-彈簧；5-阻尼器；6-固定件。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本實用新型的自復位海洋平臺包括平臺1、拉索2，所述平臺1底端固定設置在地基上；所述拉索2為預應力拉索，所述拉索2的一端與平臺1側面連接，另一端固接于地基。

拉索2與平臺1的四個側面連接，每面設置一條拉索2。拉索2為預應力拉索，材料采用鋼索或合成纖維繩。拉索2可選用自復位能力較好的形狀記憶合金材質。

實施例2