[發(fā)明專(zhuān)利]一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110679540.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113374105B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳肖波;汪正興;王波;荊國(guó)強(qiáng);王翔;馬長(zhǎng)飛;李亞敏;嚴(yán)晗;尹琪;汪澤洋;肖龍;李力;戴青年;趙龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司;中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
• 代理公司: 武漢智權(quán)專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 何偉

本發(fā)明涉及減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法。該阻尼裝置包括：n個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)，第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)包括：外框架、質(zhì)量結(jié)構(gòu)、彈性體組和阻尼元件。彈性體組包括第一連接端和第二連接端，第一連接端與外框架連接，第二連接端與質(zhì)量結(jié)構(gòu)連接；阻尼元件包括固定端和阻尼端，固定端與外框架連接，阻尼端與質(zhì)量結(jié)構(gòu)連接。第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的第二連接端和阻尼端均與第i?1個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的外框架連接，第i?1個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)設(shè)于第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)內(nèi)，作為第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的質(zhì)量結(jié)構(gòu)，第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的第一連接端和固定端與第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的外框架連接。能夠解決現(xiàn)有的TMD在對(duì)多個(gè)控制主頻結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控時(shí)存在局限性的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著建筑材料學(xué)科與現(xiàn)代建造技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在及未來(lái)的工程結(jié)構(gòu)正向更細(xì)長(zhǎng)、更高、更輕柔、更美觀的方向發(fā)展，如出現(xiàn)了若干千米超長(zhǎng)跨度橋梁和數(shù)百米高超高層建筑等，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和阻尼不斷下降，振動(dòng)問(wèn)題也越發(fā)明顯。減少振動(dòng)可以通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)，但增加剛度需要使用更多的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不僅導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重量增加，而且消耗更多的材料，最終使得工期延長(zhǎng)、造價(jià)提高。因此采用結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)，可以改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，提高抗風(fēng)、抗震性能。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)構(gòu)造簡(jiǎn)單，是一種有效的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制設(shè)備，由附加質(zhì)量塊、彈簧以及阻尼等組成，屬于被動(dòng)式吸振器，常用于地震、風(fēng)致振動(dòng)的控制中。但TMD一般只能控制結(jié)構(gòu)一個(gè)頻率振動(dòng)，若結(jié)構(gòu)存在多個(gè)控制主頻時(shí)，需增加TMD的數(shù)量及質(zhì)量，將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性造成一定的影響并增加控制成本。因此，針對(duì)現(xiàn)有的TMD在對(duì)多個(gè)控制主頻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控時(shí)存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法，能夠解決現(xiàn)有的TMD在對(duì)多個(gè)控制主頻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控時(shí)存在一定的局限性的問(wèn)題。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一方面，本發(fā)明提供一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置，其特征在于，包括：

n個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)，n≥2，第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)包括：

-外框架；

-質(zhì)量結(jié)構(gòu)，其設(shè)于所述外框架內(nèi)；

-彈性體組，其包括第一連接端和第二連接端，所述第一連接端與外框架的上部連接，所述第二連接端與所述質(zhì)量結(jié)構(gòu)連接；

-阻尼元件，其包括固定端和阻尼端，所述固定端與所述外框架的下部連接，所述阻尼端與所述質(zhì)量結(jié)構(gòu)連接；

其中，各個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的彈性體組的剛度不同，第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的第二連接端和阻尼端均與第i-1個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的外框架連接，第i-1個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)設(shè)于第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)內(nèi)，作為第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的質(zhì)量結(jié)構(gòu)，第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的第一連接端和固定端與第i個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的外框架連接，第n個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)的外框架與待減振結(jié)構(gòu)(10)連接，第1個(gè)質(zhì)量結(jié)構(gòu)為質(zhì)量塊。

在一些可選的方案中，每個(gè)彈性體組包括至少一個(gè)剛度元件，各個(gè)彈性體組的剛度元件的尺寸和數(shù)量不同。

在一些可選的方案中，所述剛度元件為鋼絞線、彈簧鋼片、彈簧鋼絲、鋼絲繩或彈簧。

在一些可選的方案中，所述阻尼元件為電渦流阻尼器、液氣耦合阻尼器、橡膠阻尼器、粘滯阻尼器或線股間摩擦自帶阻尼的鋼絞線。

在一些可選的方案中，所述阻尼元件水平或者豎直設(shè)置。

另一方面，本發(fā)明提供一種共質(zhì)量多頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

根據(jù)待減振結(jié)構(gòu)(10)的振動(dòng)頻率和優(yōu)化控制參數(shù)，確定阻尼裝置的控制頻率和控制質(zhì)量；