[發(fā)明專利]低頻質(zhì)量調(diào)諧減振器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010475626.3
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111622368A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹學(xué)軍;王乾安;谷朝紅;譚平;蒲黔輝;馮青松;王建立;范利輝;孔祥斐;倪維勇
• 申請（專利權(quán)）人: 隔而固（青島）振動控制有限公司;尹學(xué)軍
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發(fā)明所述的低頻調(diào)諧質(zhì)量減振器，屬于土木工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域。其包括螺旋鋼彈簧設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架之間以及彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間，或者所述螺旋鋼彈簧設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架、相鄰彈簧高度重疊布置支架以及彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間；彈簧高度重疊布置支架上設(shè)置高度錯位凸臺，同一彈簧高度重疊布置支架上下兩側(cè)的螺旋鋼彈簧分別與高度錯位凸臺配合從而處于局部高度重疊狀態(tài)；阻尼裝置設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架、或/和質(zhì)量塊與水平支架、或/和相鄰彈簧高度重疊布置支架、或/和彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間；可以適用于0.5Hz甚至更低頻率結(jié)構(gòu)振動的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制建筑結(jié)構(gòu)低頻振動的調(diào)諧質(zhì)量減振器。

背景技術(shù)

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各種高層、超高層建筑和細(xì)高結(jié)構(gòu)、大跨度建筑物日益增多,在防治這類大跨度、低頻結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞性共振成為工程建設(shè)中不得不著手解決的現(xiàn)實問題，實踐證明，調(diào)諧質(zhì)量減振器(也有文獻(xiàn)中稱質(zhì)量調(diào)諧阻尼器、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器或稱質(zhì)量調(diào)諧減振器，本文中也簡稱TMD)是一種有效的振動控制裝置，將它的固有頻率調(diào)整到接近結(jié)構(gòu)的自振頻率，然后安裝在結(jié)構(gòu)上。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到激振力干擾發(fā)生振動時，引起質(zhì)量調(diào)諧減振器的共振，利用調(diào)諧質(zhì)量的振動慣性力反作用于結(jié)構(gòu)本身，從而抵消激振力，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)的目的。要想最大限度發(fā)揮質(zhì)量調(diào)諧減振器的減振作用，要求其固有頻率要盡可能與主結(jié)構(gòu)的自振頻率一致，否則TMD的減振效果就會大幅下降。對于常用的壓縮彈性元件——螺旋鋼彈簧，由于其具有性能參數(shù)穩(wěn)定、受自然環(huán)境影響小、使用壽命長等諸多顯著優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于中高頻率的質(zhì)量調(diào)諧減振器中。但是，通過理論推導(dǎo)可知，調(diào)諧頻率0.5Hz的調(diào)諧質(zhì)量減振器中，所需壓縮彈簧的靜壓縮量達(dá)到了1m，如果調(diào)諧頻率0.25Hz的調(diào)諧質(zhì)量減振器，所需壓縮彈簧的靜壓縮量更是達(dá)到了4m。因此，實踐中，由于安裝空間和制造難度等原因，螺旋鋼彈簧尚無法在調(diào)諧頻率0.5Hz及以下的低頻調(diào)諧減振領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種空間結(jié)構(gòu)緊湊，可以適用于0.5Hz甚至更低頻率結(jié)構(gòu)振動控制的低頻質(zhì)量調(diào)諧減振器。

本發(fā)明低頻質(zhì)量調(diào)諧減振器是這樣實現(xiàn)的，包括螺旋鋼彈簧、阻尼裝置和質(zhì)量塊，質(zhì)量塊被螺旋鋼彈簧彈性支承，還包括至少一個彈簧高度重疊布置支架和至少一個水平支架，所述螺旋鋼彈簧設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架之間以及彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間，或者所述螺旋鋼彈簧設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架之間、相鄰彈簧高度重疊布置支架之間以及彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間；彈簧高度重疊布置支架上設(shè)置高度錯位凸臺，同一彈簧高度重疊布置支架上下兩側(cè)的螺旋鋼彈簧分別與高度錯位凸臺配合從而處于局部高度重疊狀態(tài)；阻尼裝置設(shè)置在質(zhì)量塊與彈簧高度重疊布置支架之間、或/ 和質(zhì)量塊與水平支架之間、或/和相鄰彈簧高度重疊布置支架之間、或/和彈簧高度重疊布置支架與水平支架之間。

為提高安全性和穩(wěn)定性，本發(fā)明低頻質(zhì)量調(diào)諧減振器中還可以包括運動導(dǎo)向件。所述運動導(dǎo)向件固定在最下方的水平支架上，并且貫穿位于上方的質(zhì)量塊，或者貫穿位于上方的彈簧高度重疊布置支架和質(zhì)量塊，或者貫穿位于上方的彈簧高度重疊布置支架、水平支架及質(zhì)量塊；此外，所述運動導(dǎo)向件還可以固定在水平支架或彈簧高度重疊布置支架上，并且從螺旋鋼彈簧的中部空腔穿過；另外，本發(fā)明低頻質(zhì)量調(diào)諧減振器中還可以包括與運動導(dǎo)向件配合的導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪固定設(shè)置在位于上方被運動導(dǎo)向件貫穿的彈簧高度重疊布置支架、水平支架或質(zhì)量塊中至少之一上。需要指出的是，作為一種特例，所述最下方的水平支架可以與待減振結(jié)構(gòu)集成為一體，具體的，可以將最下方的水平支架固定在待減振結(jié)構(gòu)上，也可以利用待減振結(jié)構(gòu)上的局部結(jié)構(gòu)作為最下方水平支架使用。

本發(fā)明中所述運動導(dǎo)向桿件的具體結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其可以由鋼管、鋼棒、工字鋼或槽鋼等材料制成，當(dāng)然其也可以采用其他型材或焊接組合件制成，只要強(qiáng)度足夠，都可以應(yīng)用于本發(fā)明中，在實際應(yīng)用中可以根據(jù)工程實際情況選擇。