[發(fā)明專利]一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610283285.3
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105735512A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒙華昌;褚盼;資道銘;何家榮;韋謀超;楊超;蒙春;李世軍
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州東方工程橡膠制品有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E01D19/00
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 45113
• 代理人: 李志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、輸電塔、石油液化反應(yīng)塔及儲(chǔ)罐等高聳輕柔結(jié)構(gòu)在低頻狀態(tài)下的抗風(fēng)減振裝置，尤其涉及一種可對水平萬向（任意方向）的振動(dòng)控制的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置。

背景技術(shù)

工程結(jié)構(gòu)在地震、風(fēng)激勵(lì)、人為等因素作用下會(huì)產(chǎn)生有害的振動(dòng)，使人感覺到恐慌或不舒服，而且嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性；應(yīng)用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器能有效的控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)，達(dá)到較好的減振作用，且已在許多工程實(shí)際應(yīng)用中被證實(shí)。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TunedMassDamper，簡稱TMD)，主要由質(zhì)量塊、耗散結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量的阻尼元件、調(diào)諧頻率的彈性元件等組件構(gòu)成，阻尼元件一般采用粘滯流體阻尼器、電渦流阻尼等，彈性元件主要有彈簧、單擺；目前工程結(jié)構(gòu)的水平方向采用TMD技術(shù)進(jìn)行振動(dòng)控制時(shí)，大多只能實(shí)現(xiàn)單向減振，如：

（1）采用彈簧作為彈性元件時(shí)，彈簧一端連接質(zhì)量塊，另一端固定在支撐架，質(zhì)量塊必須有支承導(dǎo)向系統(tǒng)，目前常用的導(dǎo)向系統(tǒng)是直線軸承，而直線軸承的導(dǎo)向是單方向的，因此TMD只能進(jìn)行單個(gè)方向的減振；

（2）采用懸臂梁鋼板作為彈性及支承元件時(shí)，TMD也是只能進(jìn)行單個(gè)方向的減振；

（3）采用單擺作為彈性元件時(shí)，雖然TMD能實(shí)現(xiàn)水平任意方向減振，但只能在低頻狀態(tài)下（如0.7Hz以下）使用，其原因?yàn)椋簡螖[的頻率，頻率隨擺長L的減小而增大，當(dāng)單擺長度為500mm時(shí)，TMD的頻率為0.7Hz，同時(shí)考慮到單擺簡諧振動(dòng)原理（擺幅＜5°）質(zhì)量塊的水平振幅為約43mm，TMD質(zhì)量塊的設(shè)計(jì)行程一般要求＞50mm，因此，大于0.7Hz的單擺已經(jīng)不能滿足TMD設(shè)計(jì)行程的需求；

實(shí)際情況是，工程結(jié)構(gòu)在地震、風(fēng)激勵(lì)、人為等因素作用下產(chǎn)生有害的振動(dòng)是隨機(jī)的，并非單向，振動(dòng)的頻率也不僅僅為低頻，因而現(xiàn)有的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有水平減振TMD技術(shù)在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中存在的不能實(shí)現(xiàn)任意方向（萬向）減振、或雖能實(shí)現(xiàn)任意方向減振但只適用低頻減振等問題，提供一種水平萬向調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，以克服上述已有技術(shù)所存在的不足。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，包括支承架、通過擺繩懸掛在支承架下的質(zhì)量塊和阻尼元件；

所述質(zhì)量塊外周與支承架之間均布安裝有拉伸彈簧，所述拉伸彈簧水平設(shè)置，其一端與支承架連接，另一端與質(zhì)量塊連接，所述阻尼元件設(shè)置在質(zhì)量塊底部與支承架底板之間；

所述質(zhì)量塊由多塊鋼板組成，整體結(jié)構(gòu)形狀為立方體或?yàn)閳A柱體，質(zhì)量塊為立方體時(shí)，拉伸彈簧均布在質(zhì)量塊的4個(gè)側(cè)面，質(zhì)量塊為圓柱體時(shí)，拉伸彈簧等角度均布在質(zhì)量塊的圓周側(cè)面。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述的拉伸彈簧數(shù)量或?yàn)?個(gè)、或?yàn)?的n倍，n的取值為2-10之間的任意整數(shù)。

更進(jìn)一步：

所述的擺繩或?yàn)殇摻z繩、或?yàn)楦邚?qiáng)度纖維繩，擺繩的數(shù)量為N根，N的取值為1-4之間的任意整數(shù)。

所述支承架上安裝有擺長調(diào)節(jié)部件，所述擺長調(diào)節(jié)部件為一方形框架，框架四角與支承架立柱滑動(dòng)連接并設(shè)有定位螺栓，其中框設(shè)有鎖緊擺繩的鎖緊機(jī)構(gòu)。

所述阻尼元件或?yàn)檎硿黧w阻尼器、或?yàn)殡姕u流阻尼系統(tǒng)。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置具有如下有益效果：

1．本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置采用單擺與彈簧相結(jié)合的方式，無需設(shè)置支承導(dǎo)向系統(tǒng)，避免使用直線軸承，從而可克服采用導(dǎo)向軸承式TMD和懸臂梁式TMD只能針對單個(gè)方向進(jìn)行減振的缺點(diǎn)；使調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置具備可對水平萬向（任意方向）的振動(dòng)控制的功能，同時(shí)可在低頻、中頻、還是高頻的狀態(tài)下使用，克服擺式TMD只適用低頻結(jié)構(gòu)減振的缺點(diǎn)；

2、本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，采用單擺與彈簧相結(jié)合的方式，拉伸彈簧數(shù)量可調(diào)，質(zhì)量塊由多塊鋼板組成，支承架上安裝有擺長調(diào)節(jié)部件，頻率的大小可通過調(diào)整拉伸彈簧的剛度（調(diào)整拉伸彈簧的數(shù)量）、或調(diào)整質(zhì)量塊的重量（調(diào)整鋼板的數(shù)量）、或調(diào)整擺繩的擺長進(jìn)行調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)范圍達(dá)到0.1Hz～10Hz，從而可滿足復(fù)雜環(huán)境下的減振要求；

3、本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置由于沒有任何導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，故沒有摩擦阻尼，產(chǎn)品的減振靈敏度極高；

4．本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置設(shè)計(jì)科學(xué)、操作使用方便，成本低，經(jīng)濟(jì)性好。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明之一種調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

附圖說明