CN103498884A - 悬吊式多单元碰撞阻尼器 - Google Patents
悬吊式多单元碰撞阻尼器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103498884A CN103498884A CN201310463201.0A CN201310463201A CN103498884A CN 103498884 A CN103498884 A CN 103498884A CN 201310463201 A CN201310463201 A CN 201310463201A CN 103498884 A CN103498884 A CN 103498884A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- damper
- particle
- unit
- vibration
- impact damper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
本发明涉及一种悬吊式多单元碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元、颗粒、钢索和限位装置。阻尼器腔体单元为圆柱体或正方体，不同尺寸的阻尼器腔体单元按照一定的排列方式组成一个整体。每个单元内放置一个颗粒，钢索将结构内设置的预埋件与阻尼器铰接，并在阻尼器外部设置限位装置，以防止其振动过大撞坏结构。在风或/和地震等作用下，该装置能够在水平方向上，沿着多个方向振动，一方面通过调谐结构的自振频率，另一方面通过颗粒滚动、滑动、摩擦、碰撞转移和耗散基本结构的动能。由于该阻尼器的各个阻尼器腔体单元的尺寸不同，使得颗粒与阻尼器腔体单元碰撞的频率亦不相同，因此阻尼器可以在更宽的频带范围内减少基本结构的振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过钢索与主体结构铰接，在每个腔体单元内置单个颗粒的由多个腔体单元组成的悬吊式多单元碰撞阻尼器，通过调谐和摩擦碰撞来耗能，属于土木结构（包括高层建筑、高耸结构和桥梁结构等）振动控制领域。
背景技术
近年来调谐质量阻尼器（TMD）或调谐液体阻尼器（TLD）减振控制技术以其对原结构改动小、施工简单、减振效果显著等特点而广受重视，并在国内外土木工程中得到广泛应用。冲击阻尼器作为一种新型的消能减振控制技术，具有对原系统改动小、耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感，易于用在恶劣环境等优点，逐渐成为土木工程研究人员的研究热点。
属于被动控制装置的调谐质量减振系统目前存在以下不足：首先，调谐质量系统减振频带窄，往往只能对其调谐的频率产生较好的减振效果，对于偏离该频率的振动区域控制效果不佳。其次，调谐质量阻尼器系统需设置昂贵的阻尼器单元，不利于广泛应用。而同样属于被动控制的冲击阻尼器减振系统，目前也存在以下不足：首先，冲击阻尼器在工作的时候会产生很大的噪声。其次，冲击阻尼器对装置的制作精度要求高，从而提高了造价。此外，冲击阻尼器不能够根据基本结构的运动状况实时地调整自身信息以提高其工作效率。因此，将调谐质量阻尼器和冲击阻尼器结合起来，使其优势互补，并进行改进开发，形成一种构造形式简单、价格低廉、耗能能力好、调频能力强的新型悬吊式多单元碰撞阻尼器，这对于实际工程的减振控制具有重要的参考应用价值。
发明内容
为了解决传统调谐质量阻尼器调谐频带窄，设置耗能阻尼器昂贵的问题，以及传统颗粒阻尼器由于颗粒堆叠以及弹性碰撞导致的耗能能力有限的问题，同时也为了解决传统冲击阻尼器噪声大、信息调整的滞后性问题，本发明的目的在于提出一种悬吊式多单元碰撞阻尼器，该装置结合调谐质量阻尼器和冲击阻尼器各自优点，并加以改进，即通过钢索与主体结构铰接，在每个阻尼器腔体单元内置一个颗粒，并将不同的腔体单元以一定的方式组合起来，形成悬吊式多单元碰撞阻尼器。本阻尼器构造简单、调频能力强、碰撞耗能能力好、水平方向上多维控制效果好。在风或/和地震作用下，每个腔体单元内的颗粒可以伴随阻尼器腔体，通过钢索系统，沿着振动输入的方向起到调谐基本结构振动频率的作用，同时，通过颗粒与阻尼器腔体之间的碰撞产生与基本结构运动方向相反的作用力，同样可以减弱基本结构的振动。颗粒与阻尼器腔体单元间的摩擦、碰撞也可以耗散能量。限位装置的设置可以保证阻尼器在超强风或/和地震下，不至于摆动幅度过大而撞击结构产生破坏。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。
本发明的一种悬吊式多单元碰撞阻尼器，包括：阻尼器腔体单元1、颗粒2、钢索3和限位装置4，阻尼器腔体单元1为圆柱体或正方体，若干个阻尼器腔体单元1按照一定的排列方式组成一个阻尼器框架结构，每个阻尼器腔体单元1内置一个颗粒2，预埋件与阻尼器框架结构通过钢索3铰接，阻尼器框架结构的外部设置有限位装置4，以防止其振动过大撞坏结构；该装置能够在水平方向上，沿着多个方向振动，一方面通过调谐结构的自振频率，另一方面通过颗粒2滚动、摩擦、碰撞转移和耗散基本结构的动能。
本发明中，所述颗粒2为球形，直径应结合具体需要设定。颗粒宜用恢复系数大的材料。
本发明中，颗粒2在水平面占用面积为其所在阻尼器腔体单元1水平面积的5%~20%。
本发明中，阻尼器腔体单元应结合基本结构的特点设置不同的组合方式。
本发明中，钢索将结构内置的预埋件与阻尼器腔体铰接，使得阻尼器能够在水平方向上沿着多个方向振动，以抵抗不同方向作用的风或/和地震荷载。
本发明中，阻尼器外部设置的限位装置能够保证阻尼器在较大的摆动幅度下不至于与基本结构发生剧烈碰撞而损坏。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1）本发明阻尼器腔体单元有多个尺寸，每个颗粒的尺寸是相同的，基本结构在不同的频率激励下，基本可以保证有一种尺寸的阻尼器腔体单元内颗粒与阻尼器腔体碰撞达到最优的减振效率，这就能在更大的频率范围内减小基本结构的振动。
2）本发明阻尼器腔体单元可以按照基本结构的特点设置不同的组合方式，这样可以使阻尼器布置位置更为灵活，以达到最好的减振效果。
3）本发明实现了调谐质量阻尼器与冲击阻尼器的组合，使其既可以发挥调谐质量阻尼器的优点，同时又可以将冲击阻尼器在运动过程中产生的与基本结构运动方向相反的作用力叠加在阻尼器的运动上，使阻尼器可以在更大的范围内运动，更加有效的调谐基本结构的运动。
4）本发明构造形式简单灵活，可以采用廉价的颗粒作为附加阻尼的提供载体，降低了设置传统阻尼器和冲击阻尼器的造价，从而适用性和经济性更强。
附图说明
图1为本发明悬吊式多单元碰撞阻尼器悬吊后正立面示意图；
图2为本发明悬吊式多单元碰撞阻尼器的阻尼器腔体单元的一种组合方式的示意图；
图中标号：1为阻尼器腔体单元，2为颗粒，3为钢索，4为限位装置。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：如图1所示，为本发明的一种悬吊式多单元碰撞阻尼器实施实例，其主要包括阻尼器腔体单元1、颗粒2、钢索3和限位装置4。
阻尼器腔体单元1是由5mm~10mm厚的钢板焊接而成的圆柱体或正方体形的空腔，不同尺寸的阻尼器腔体单元1通过一定的方式组合在一起形成一个阻尼器。通过钢索3将阻尼器与结构内的预埋件铰接在一起，阻尼器悬吊于结构顶层、楼面设备层或高耸结构，比如电视塔的休息平台处。每个阻尼器腔体单元1放置一个颗粒2。钢索3的长度应根据结构的频率依据相关理论求得。颗粒2在水平面占用面积应为阻尼器腔体单元1水平面积的5%~20%。
Claims (4)
1.一种悬吊式多单元碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元（1）、颗粒（2）、钢索（3）和限位装置（4），其特征在于：阻尼器腔体单元（1）为圆柱体或正方体结构，若干个阻尼器腔体单元（1）按照一定的排列方式组成一个阻尼器框架结构，每个阻尼器腔体单元（1）内放置一个颗粒（2），预埋件与阻尼器框架结构通过钢索（3）铰接，阻尼器框架结构的外部设置有限位装置（4），以防止其振动过大撞坏结构；在风或/和地震等作用下，在水平方向上，阻尼器沿着多个方向振动，一方面通过调谐结构的自振频率，另一方面通过颗粒（2）滚动、滑动、摩擦、碰撞转移和耗散基本结构的动能。
2.根据权利要求1所述的悬吊式多单元碰撞阻尼器，其特征在于：所述颗粒（2）为球形，颗粒（2）采用恢复系数大于0.6的材料。
3.根据权利要求1所述的悬吊式多单元碰撞阻尼器，其特征在于：颗粒（2）在水平面占用面积为其所在阻尼器腔体单元（1）水平面积的5%~20%。
4.根据权利要求1所述的悬吊式多单元碰撞阻尼器，其特征在于：阻尼器腔体单元（1）应结合基本结构的特点设置不同的组合方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310463201.0A CN103498884B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 悬吊式多单元碰撞阻尼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310463201.0A CN103498884B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 悬吊式多单元碰撞阻尼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103498884A true CN103498884A (zh) | 2014-01-08 |
| CN103498884B CN103498884B (zh) | 2015-12-23 |
Family
ID=49864122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310463201.0A Expired - Fee Related CN103498884B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 悬吊式多单元碰撞阻尼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103498884B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104453004A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 同济大学 | 一种混合消能减振阻尼装置 |
| CN105297940A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 同济大学 | 组合型多相减振装置 |
| CN108560523A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-21 | 同济大学 | 结合电磁感应与颗粒阻尼的垂荡板 |
| CN109199661A (zh) * | 2018-07-19 | 2019-01-15 | 同济大学 | 一种基于颗粒阻尼的手腕震颤抑制装置 |
| CN109594463A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种应用于悬索桥吊索的柔性碰撞阻尼装置和体系 |
| CN110454538A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-11-15 | 同济大学 | 一种用于漂浮式海上风力发电机的复合式嵌套压电阻尼器 |
| US20200056673A1 (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Topline Corporation | Unidirectional particle damper for printed circuit boards and planar surfaces |
| CN111173880A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 上海理工大学 | 一种磁流变液颗粒碰撞阻尼器 |
| CN111549924A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-18 | 重庆大学 | 一种用于风电结构减振的环形内置颗粒球调谐阻尼装置 |
| CN112780714A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-11 | 清华大学 | 一种调控冲击载荷冲量的防护装置 |
| CN114233305A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-25 | 中铁隧道股份有限公司 | 一种增加颗粒阻尼的盾构机 |
| CN114607720A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-10 | 江苏科技大学 | 一种内置障碍网络的颗粒阻尼器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109577725B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-07-28 | 同济大学 | 一种非线性组合型阻尼器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1282833C (zh) * | 2003-02-25 | 2006-11-01 | 上海理工大学 | 一种带有润滑颗粒的碰撞阻尼器 |
| CN101597925B (zh) * | 2009-06-19 | 2011-05-18 | 北京工业大学 | 内置颗粒式调谐及摩擦碰撞耗能阻尼器 |
| CN102433943B (zh) * | 2011-10-12 | 2013-08-21 | 北京工业大学 | 滑动隔舱式多级配耗能-调谐颗粒阻尼器 |
| CN202493618U (zh) * | 2012-03-05 | 2012-10-17 | 北京工业大学 | 分区式叠层颗粒阻尼器 |
| CN102817423B (zh) * | 2012-09-11 | 2015-02-18 | 同济大学 | 缓冲型悬吊式颗粒调谐质量阻尼器 |
| CN102936926B (zh) * | 2012-10-29 | 2015-08-19 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器 |
-
2013
- 2013-10-08 CN CN201310463201.0A patent/CN103498884B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104453004A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 同济大学 | 一种混合消能减振阻尼装置 |
| CN104453004B (zh) * | 2014-12-08 | 2016-08-24 | 同济大学 | 一种混合消能减振阻尼装置 |
| CN105297940A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 同济大学 | 组合型多相减振装置 |
| CN105297940B (zh) * | 2015-11-19 | 2017-12-08 | 同济大学 | 组合型多相减振装置 |
| CN108560523A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-21 | 同济大学 | 结合电磁感应与颗粒阻尼的垂荡板 |
| CN109199661A (zh) * | 2018-07-19 | 2019-01-15 | 同济大学 | 一种基于颗粒阻尼的手腕震颤抑制装置 |
| US10704639B2 (en) * | 2018-08-14 | 2020-07-07 | Topline Corporation | Unidirectional particle damper for printed circuit boards and planar surfaces |
| US20200056673A1 (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Topline Corporation | Unidirectional particle damper for printed circuit boards and planar surfaces |
| CN109594463B (zh) * | 2019-01-25 | 2023-08-08 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种应用于悬索桥吊索的柔性碰撞阻尼装置和体系 |
| CN109594463A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种应用于悬索桥吊索的柔性碰撞阻尼装置和体系 |
| CN110454538B (zh) * | 2019-07-05 | 2020-11-27 | 同济大学 | 一种用于漂浮式海上风力发电机的复合式嵌套压电阻尼器 |
| CN110454538A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-11-15 | 同济大学 | 一种用于漂浮式海上风力发电机的复合式嵌套压电阻尼器 |
| CN111173880A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 上海理工大学 | 一种磁流变液颗粒碰撞阻尼器 |
| CN111173880B (zh) * | 2020-01-13 | 2021-07-06 | 上海理工大学 | 一种磁流变液颗粒碰撞阻尼器 |
| CN111549924A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-18 | 重庆大学 | 一种用于风电结构减振的环形内置颗粒球调谐阻尼装置 |
| CN112780714A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-11 | 清华大学 | 一种调控冲击载荷冲量的防护装置 |
| CN112780714B (zh) * | 2020-12-25 | 2021-12-10 | 清华大学 | 一种调控冲击载荷冲量的防护装置 |
| CN114233305A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-25 | 中铁隧道股份有限公司 | 一种增加颗粒阻尼的盾构机 |
| CN114233305B (zh) * | 2021-11-02 | 2024-01-02 | 中铁隧道股份有限公司 | 一种增加颗粒阻尼的盾构机 |
| CN114607720A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-10 | 江苏科技大学 | 一种内置障碍网络的颗粒阻尼器 |
| CN114607720B (zh) * | 2022-03-17 | 2024-04-19 | 江苏科技大学 | 一种内置障碍网络的颗粒阻尼器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103498884B (zh) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103498884A (zh) | 悬吊式多单元碰撞阻尼器 | |
| CN102817423B (zh) | 缓冲型悬吊式颗粒调谐质量阻尼器 | |
| CN103541460B (zh) | 新型调谐颗粒质量阻尼器 | |
| CN103243831B (zh) | 复合式全向调谐减震阻尼摆 | |
| CN104594519A (zh) | 双向变刚度颗粒调谐质量阻尼器 | |
| CN107268824B (zh) | 多维调谐电磁耗能减振装置 | |
| CN102433943B (zh) | 滑动隔舱式多级配耗能-调谐颗粒阻尼器 | |
| CN103603439A (zh) | 一种新型碰撞阻尼器 | |
| CN203049822U (zh) | 三维减震阻尼器 | |
| CN207032558U (zh) | 多维调谐电磁耗能减振装置 | |
| CN105350675A (zh) | 一种竖向隔震装置 | |
| CN103850358A (zh) | 一种三维隔震装置 | |
| CN103195168A (zh) | 夹层橡胶-高阻尼碟形弹簧复合三维隔震支座 | |
| CN103015557A (zh) | 一种碰撞屈曲耗能阻尼器 | |
| CN106759927A (zh) | 一种串联型叠层橡胶‑弹簧三维复合隔震支座 | |
| CN206256734U (zh) | 电涡流阻尼器减振控制装置 | |
| CN102493584A (zh) | 一种减震空腔楼盖板 | |
| CN106639470A (zh) | 电涡流阻尼器减振控制装置 | |
| CN105697646A (zh) | 十字滑移式隔震台座及其隔震方法 | |
| CN105239692A (zh) | 一种非线性轨道式颗粒阻尼器 | |
| CN107227806B (zh) | 双向碰撞摆减振控制装置 | |
| CN202125553U (zh) | 车载减振装置 | |
| CN107816134B (zh) | 一种基于杆式阻尼器的永磁体磁悬浮隔震支座 | |
| CN202954452U (zh) | 新型抗震装置 | |
| CN204356814U (zh) | 一种建筑物的减震装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151223 Termination date: 20181008 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |