CN103306394B - 一种混合型双向可调式减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种混合型双向可调式减振器，包括一个容器，在所述的容器内设有一个能沿其横向运动的小车，所述的小车前后两端通过弹性装置与容器侧壁连接，所述的小车的顶部悬吊两个单相铰，所述的两个单相铰分别通过一个刚性吊杆与同一个质量块相连，且所述的刚性吊杆只能沿着小车的顶部纵向运动。这种减振装置能够减小结构双向上在地震或风等荷载作用下的响应，具有构造简单、加工方便、便于安装和造价低廉等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合型双向可调式减振器，具体说就是针对观光塔、发射塔、电视塔及相关结构的混合型双向可调式减振器。
背景技术
在地震或风等动荷载作用下，塔式高耸结构的顶部位移、速度和加速度响应很大，影响这种结构的正常运行，更为严重的是导致结构的破坏和倒塌。减振控制措施可以有效减小高耸结构在地震或风等动荷载作用下的响应，十分有效地提高结构的防灾能力。
调谐质量阻尼器是一种经典的减振控制装置，它是由弹簧、阻尼器和质量块所组成的振动系统。当结构在地震或风等动荷载作用下产生振动，带动调谐质量阻尼器系统一起振动，调谐质量阻尼器系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，调谐这个惯性力，使其对结构的振动控制产生控制作用，从而达到减小结构振动响应的目的。悬挂质量摆结构减震体系是把质量摆悬挂在结构上，当体系在地震作用下结构产生水平振动时，带动摆的振动。而摆振动产生的惯性力则反作用于结构本身，当这种惯性力与结构本身的运动相反时就产生了制振效果，从而达到控制结构振动的目的。
目前的调谐质量阻尼器和悬挂质量摆只能对结构某一方向减振，如果两个方向同时减振，需在两个方向同时安装调谐质量阻尼器或悬挂质量摆，对应的质量块为两个，对结构的频率影响较大，增加了结构的负担，产生不利的影响；同时调谐质量阻尼器和悬挂质量摆还存在质量的调节不方便等问题。
发明内容
本发明的目的是为减小塔式高耸结构在双向上地震或风等荷载作用下的响应，提供了一种混合型双向可调式减振器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
混合型双向可调式减振器，包括一个容器，在所述的容器内设有一个能沿其横向运动的小车，所述的小车前后两端通过弹性装置与容器侧壁连接，所述的小车的顶部悬吊两个单相铰，所述的两个单相铰分别通过一个刚性吊杆与同一个质量块相连，且所述的刚性吊杆只能沿着小车的顶部纵向运动。
所述的小车底部和容器底部的内侧面均设有导轨。
所述的小车底部设有四个卡在导轨上且能沿导轨滑动的轮子。
所述的刚性吊杆与质量块通过螺栓连接。
所述小车的前后两端分别通过两根弹簧和一个粘滞油阻尼器连接于容器侧壁上，且粘滞油阻尼器位于两根弹簧之间。
所述容器为方形。
本发明在塔式高耸结构顶部上安装容器，将小车设在导轨上的轮子上面，通过弹簧和粘滞油泥阻尼器连接小车和容器内壁，导轨让小车只能沿着横向运动；采用两个单向铰将刚性杆与小车上顶部连接，刚性吊杆的下端连接质量块，单向铰让刚性杆只能沿着纵向运动，刚性吊杆和质量块组成了一个纵向的悬挂质量摆；小车、弹簧、粘滞油阻尼器和悬挂质量摆中的质量块组成了一个横向的调谐质量阻尼器。质量块由数层钢板叠加通过螺栓连接而成，可增减钢板数量调节质量，质量块同时能够为横向的调谐质量阻尼器和纵向的悬挂质量摆提供质量。通过调节刚性吊杆的长度，使悬挂质量摆的频率与被控结构的纵向频率相等；通过调节弹簧的刚度，使调谐质量阻尼器的频率与被控结构的横向频率一致；从而实现对结构两维的振动控制。
本发明的有益效果是：这种减振装置能够减小结构双向上在地震或风等荷载作用下的响应，具有构造简单、加工方便、便于安装和造价低廉等特点。
附图说明
附图1是混合型双向可调式减振器的结构示意图。
附图2是混合型双向可调式减振器的A-A剖面示意图。
图中：1小车，2容器，3弹簧，4粘滞油泥阻尼器，5单向铰，6刚性吊杆，7质量块，8钢板，9横向轨道，10轮子，11螺栓。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施方式。
本发明提出的混合型双向可调式减振器如图1，图2所示，包括一个容器2，在所述的容器2内设有一个能沿其横向运动的小车1，小车1前后两端通过弹性装置与容器2侧壁连接，所述的小车1的顶部悬吊两个单相铰5，所述的两个单相铰5分别通过一个刚性吊杆6与同一个质量块7相连，且所述的刚性吊杆6只能沿着小车1的顶部纵向运动。刚性吊杆6与质量块7通过螺栓11连接。小车1的前后两端分别通过两根弹簧3和一个粘滞油阻尼器4连接于容器2侧壁上，且粘滞油阻尼器4位于两根弹簧3之间。
纵向减震器，即悬挂质量摆，由两个单向铰5，两根刚性吊杆6，一个质量块7组成，钢板8之间采用螺栓11连接。横向减振器，即调谐质量阻尼器由四根弹簧3和两个粘滞油泥阻尼器4，横向导轨9，带有四个轮子10的小车1，和车上质量块7构成。
小车1置于一带有横向轨道9的容器2内，通过弹簧3和粘滞油泥阻尼器4连接小车1和容器2内壁。再在小车1内设置纵向的悬挂质量摆。悬挂质量摆由单向铰5与小车顶部连接，利用两根刚性吊杆6连接下部质量块7。质量块7由数层钢板8采用螺栓11连接而成，可通过增减钢板数量调节质量，这样质量块同时为横向的调谐质量阻尼器和纵向悬挂质量摆提供质量。由于单向铰5的存在，刚性吊杆6只能沿纵向摆动。通过调节刚性吊杆6的长度可以使质量摆的频率与被控结构一致，从而完成对被控结构纵向响应的控制。通过调节弹簧的刚度，使调谐质量阻尼器的频率与被控结构横向频率一致，进而实现对被控结构横向响应的控制。将整个容器2与被控结构连接后就可实现对被控结构双向振动的控制。
由于地震或风荷载具有多维性，结构会在多个方向产生振动。采用调谐质量阻尼器和悬挂质量摆这种混合型减振器，在调谐质量阻尼器内部设置悬挂质量摆，构造简单，便于安装，从而对结构的双向实现减振控制；两种减振共用一个质量块，减轻了结构的负担，并且通过调节质量块的数量对减振装置实现可调。
Claims (6)
1.一种混合型双向可调式减振器，其特征在于，包括一个容器，在所述的容器内设有一个能沿其横向运动的小车，所述的小车前后两端通过弹性装置与容器侧壁连接，所述的小车的顶部悬吊两个单相铰，所述的两个单相铰分别通过一个刚性吊杆与同一个质量块相连，且所述的刚性吊杆只能沿着小车的顶部纵向运动；刚性吊杆和质量块组成了一个纵向的悬挂质量摆；小车、弹簧、粘滞油阻尼器和悬挂质量摆中的质量块组成了一个横向的调谐质量阻尼器，两种减振共用一个质量块。
2.如权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述的小车底部和容器底部的内侧面均设有导轨。
3.如权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述的小车底部设有四个卡在导轨上且能沿导轨滑动的轮子。
4.如权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述的刚性吊杆与质量块通过螺栓连接。
5.如权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述小车的前后两端分别通过两根弹簧和一个粘滞油阻尼器连接于容器侧壁上，且粘滞油阻尼器位于两根弹簧之间。
6.如权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述容器为方形。
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