CN103835389A - 惯性转动质量阻尼器 - Google Patents

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Abstract

一种调谐阻尼机构，属于工程结构抗震、减震及抗风技术领域，包括质量块、导向杆、导向块、大质量圆盘、外壳；所述阻尼机构，在外界结构振动并带动外壳振动时，由于惯性作用，建筑物与外壳发生运动，导致圆盘和导向块均伴随外壳运动；由于质量块与外壳接触面光滑，无外力作用于质量块，质量块保持静止；由此，质量块与圆盘相对运动，并通过齿轮带动圆盘转动，通过圆盘转动向结构施加反方向作用力，使结构的振动反应明显减弱。

Description

惯性转动质量阻尼器
技术领域
本发明涉及一种惯性质量阻尼器，通过质大质量圆盘的转动向原结构施加反方向作用力，有效衰减结构动力反应，属于工程结构抗震、减震及抗风技术领域。
背景技术
近年来，由于调谐质量阻尼器(TMD)和调谐液体阻尼器(TLD)的卓越减震性能，受到工程界的广泛关注，其主要原理是在附加结构中放置较大的质量，并附加一定的刚度和阻尼，通过调节附属结构的自振频率，降低结构频率，以达到减震的效果。
质量调谐阻尼器是当结构在外激励作用下产尘振动时，带动TMD系统一起振动，TMD系统产生的惯性力反作用到结构上，使原结构的震动反应明显减弱。通过合理选取质量、刚度系数、阻尼比等，可以适应不同结构需要，不仅适用于新建筑的设计，而且也可以在已有建筑中应用。
通常，为有效调节结构动力反应，质量调谐阻尼器通常需要较大的质量块和较大的运动空间；但影响结构使用空间，不能充分利用结构使用功能。本发明设计一种可以分布布置的惯性转动质量阻尼器，不仅可以起到TMD作用，而且可以分布布置，有效节省空间。
发明内容
本发明提出了一种能分布布置的惯性转动质量阻尼器，能有效调节结构的震动频率。
本发明的技术方案如下：
一种惯性转动质量阻尼器，包括质量块(1)、导向杆(2)、导向块(3)、大质量圆盘(4)、外壳(5)；所述外壳横截面为方形，通过连接板或螺栓与外部建筑结构相连；所述质量块(1)为方形，且质量块(1)与外壳(4)连接处保持光滑无摩擦；所述导向杆(2)穿过两个导向块(3)，一端固定于质量块(1)，可以随质量块质量块(1)自由移动，中部与大质量圆盘(4)通过齿轮接触，并带动圆盘(4)转动；所述大质量圆盘(4)与外壳(5)相连，并随同外壳(5)平动。
所述质量块是截面为方形或圆形的长柱体，由铅或钢制成。
当外部结构振动并带动外壳振动时，在惯性作用下，建筑物与外壳发生运动，导致圆盘伴随外壳运动；由于质量块与外壳接触面光滑，无外力作用，质量块保持静止；由此，质量块与圆盘相对运动，并带动圆盘转动；通过圆盘转动向结构施加反方向作用力，使结构的振动反应明显减弱；在工程中，除调节频率外，质量块与导向杆的摩擦，也可以耗散能量。
有益效果：
本发明的惯性转动质量阻尼器，首先能使结构的振动反应明显减弱，有效抵抗地震或者风的影响；其次，该质量阻尼器体积较小，可以分散布置于结构不同部位，节省建筑空间；再次，改平动为转动，可以实现大质量圆盘的较大转速，调频效果较普通TMD系统更好。
附图说明
图1为惯性转动质量阻尼器正视图；
图2为惯性转动质量阻尼器俯视图；
图3为惯性转动质量阻尼器侧视图；
图4为惯性转动质量阻尼器布置于梁底示意图；
图5为惯性转动质量阻尼器布置于楼梯底部示意图；
图中，1-质量块；2-导向杆；3-导向块；4-大质量圆盘；5-外壳。
具体实施方式
本发明的惯性转动质量阻尼器具体实施方式如下：
如图1-1所示，本发明的一种惯性转动质量阻尼器，包括质量块(1)、导向杆(2)、导向块(3)、大质量圆盘(4)、外壳(5)，所述外壳横截面为方形，与外部建筑结构相连；所述导向块(3)与大质量圆盘(4)均与外壳(5)相连，并与外壳共同运动；与所述导向杆(2)一端固定于质量块(1)，可以随质量块质量块(1)自由移动，另一端与大质量圆盘(4)通过齿轮接触，并带动圆盘(4)转动；所述外壳(5)通过连接板或螺栓与外部结构相连，其具体包括如下实施例。
实例一：
如图1-4所示，惯性转动质量阻尼器采用铁质外壳，通过支撑固定于梁底部。当整体结构振动并梁水平震动时，在惯性力作用下，建筑物与外壳发生运动，由于大质量圆盘与质量块的相对运动，导致圆盘发生转动，通过圆盘的转动向梁柱结构施加反向作用力，使原结构的震动反应明显减弱。
实例二：
如图1-5所示，惯性转动质量阻尼器通过螺栓与板底相连，固定于楼梯平台底部。结构和原理均与实例一类似，此处不再详述。
以上为本发明的二个实例，本发明的实施不限于此。

Claims (3)

1.惯性转动质量阻尼器，包括质量块(1)、导向杆(2)、导向块(3)、大质量圆盘(4)、外壳(5)，其特征在于：所述外壳横截面为方形，通过连接板或螺栓与外部建筑结构相连；所述大质量圆盘(4)与外壳(5)相连，并随同外壳(5)平动。
2.如权利要求1所述的惯性转动质量阻尼器，其特征在于：所述质量块(1)与外壳(5)之间保持光滑。
3.如权利要求1所述的惯性转动质量阻尼器，其特征在于：所述导向杆(2)穿过两个导向块(3)，一端固定于质量块(1)，可以随质量块质量块(1)自由移动，中部与大质量圆盘(4)通过齿轮接触，并带动圆盘(4)转动。
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