CN106988592A - 一种摆动式调谐质量阻尼器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种摆动式调谐质量阻尼器,包括安装框(1)、设于安装框中的阻尼系统、弹簧系统、连杆、质量块;其中,质量块包括固定质量块(6),连杆(2)的两端分别与固定质量块(6)和安装框(1)的底部铰接,连杆(2)对称式分设于质量块四个侧面;阻尼系统包括阻尼器(3),阻尼器(3)的一端连接于安装框(1)的侧面,另一端连接于连杆(2)上;质量块以弹性能伸缩摆动的方式安装于安装框内。本发明可通过调节弹簧刚度系数或质量块质量来调整该调谐质量阻尼器的控制频率,以适应不同频率风振控制。所述的调谐质量阻尼器在风振作用下,受力均匀、稳定,且结构简单便于安装,耗能效率高,减振效果好,适用于高楼、高塔等高耸建筑减振。

Description

一种摆动式调谐质量阻尼器装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种调谐质量阻尼器技术领域,具体为一种摆动式调谐质量阻尼器装 置。
背景技术
[0002] 调谐质量阻尼器由于其构造简单、成本低、性能可靠,是目前工程中应用最广的结 构控制装置。调谐质量阻尼器装置减振控制原理是:把TMD接到主结构上,通过将惯性质量 和主结构控制振型谐振把主结构的能量传递给TMD,从而达到抑制主结构振动的目的。
[0003] 电视塔、标志塔等高耸建筑一种高度较高、横向刚度较柔的结构,因此在水平风荷 载作用下会引起较大的结构反应。而且类似于电视塔、标志塔这样的高耸建筑日益增高,所 用材料趋向于轻质高强,这就使结构柔度增加、阻尼下降,对风力作用更为敏感,风力作用 极其频繁,且具有明显的随机性,所产生的灾害极为广泛,所以如何减小风振对高耸建筑的 影响一直是国内外研宄的重点。
发明内容
[0004] 技术问题:本发明提供有一种摆动式调谐质量阻尼器装置,其能高效控制高耸建 筑的各向风振。
[0005] 技术方案:为实现上述技术目的,本发明的一种摆动式调谐质量阻尼器装置采取 的具体技术方案为,
[0006] 本发明包括安装框、设于安装框中的阻尼系统、弹簧系统、连杆、质量块;其中,质 量块包括固定质量块,连杆的两端分别与固定质量块和安装框的底部铰接,连杆对称式分 设于质量块四个侧面;阻尼系统包括阻尼器,阻尼器的一端连接于安装框的侧面,另一端连 接于连杆上;质量块以弹性能伸缩摆动的方式安装于安装框内。
[0007] 该装置还包括偶数个弹簧,偶数个弹簧均布于质量块顶面,并且弹簧的一端连接 于质量块,另一端连接于安装框的上部。
[0008] 所述的弹簧有四个,四个弹簧均布于质量块的顶面。
[0009] 该装置还包括调节质量块,调节质量块设于固定质量块上,并能随固定质量块摆 动。
[0010]所述的连杆为偶数个,连杆的一端连接与质量块较接,另一端铰接于安装框,且其 随质量块的摆动而摆动。
[0011] 连杆有八个,与阻尼器相对应两个一组对称分布在质量块四个侧面。
[0012] 所述的安装框的横截面为正方形。
[0013] 有益效果:本发明基于TMD的减振原理,设计了摆式调谐质量阻尼器,有效的改善 了电视塔等高耸建筑的风振特性。本发明设计的弹簧摆既能实现质量块摆动,又能吸振,克 服了传统杆式质量摆只能摆动不能吸振的缺点。本发明装置中由连杆实现阻尼器与质量块 的连接,该设计提高了阻尼器的工作效率,使本发明装置的控振效果更好。本发明装置可以 根据实际情况调整弹簧刚度系数或质量块质量来调整该调谐质量阻尼器的控制频率,以适 应不同等级风振,更具有应用前景。
附图说明
[0014]图1本发明装置的半剖主视图;
[0015]图2本发明装置的剖面俯视图;
[0016]图3本发明装置的半剖左视图;
[0017]图4本发明装置的连杆零件图;
[0018]图5本发明装置的安装框示意图;
[0019]图中有:安装框1;连杆2;阻尼器3;支撑座一4;固定螺栓一5;固定质量块6;调节质 量块7;圆头短螺栓8;弹簧9;圆头长螺栓10;销轴一11;销轴二12;螺母13;开口销一14;固定 螺栓二15;支撑座二16;开口销二17。
具体实施方式
[0020] 本发明的一种摆动式调谐质量阻尼器装置,包括安装框、质量块、弹簧、阻尼器、连 杆等。所述的调谐质量阻尼器其质量块由固定质量块和调节质量块共同组成,通过圆头长 螺杆与弹簧连接,而弹簧通过圆头短螺杆与安装框连接。同时,连杆通两端过支撑座二、销 轴二等分别与固定质量块和支撑框连接。阻尼器两端通过支撑座一、销轴一等分别连接与 连杆和安装框。本发明可通过调节弹簧刚度系数或质量块质量来调整该调谐质量阻尼器的 控制频率,以适应不同频率风振控制。所述的调谐质量阻尼器在风振或地震作用下,受力均 匀、稳定,且结构简单便于安装,耗能效率高,减振效果好,适用于高楼、高塔等高耸建筑减 振。
[0021] 为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例的附 图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的 一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员 在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0022] 本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术 语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0023]本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过 其它部件的间接连接。
[0024]如图1-3所示的一种摆动式调谐质量阻尼器装置,包括安装框、质量块、弹簧、阻尼 器、连杆等。本发明装置用于控制类似于电视塔这种高耸建筑的风致振动。当建筑主体发生 振动时,该TMD会吸收主结构(这里主结构安装框,由于安装框与建筑物是刚性连接,所以这 里可将安装框与建筑物视为一体均为主结构)的振动,通过自身振动消耗主结构传递给TMD 的振动能量,以达到耗能减振的目的。
[0025] 控制类似电视塔等高耸建筑物的振动时需将本发明装置安装在建筑物的中心轴 线上,当电视塔受风载激励时,将振动传递给TMD,TMD通过自身质量块的摆动带动弹簧、摆 杆和阻尼器运动,达到耗能减振的目的。
[0026]具体的,安装框1 (见图5)由方钢、扁钢连接组成,安装框1整体采用螺栓、锚碇钢棒 与建筑相连接。质量块通过弹簧9和连杆2 (见图4)与安装框1连接。其中,弹簧9有四个(见图 2),均匀分布在质量块顶面;弹簧9一端通过圆头短螺栓8和螺母13连接与安装框1;另一端 通过圆头长螺栓10和螺母13与质量块连接。质量块由固定质量块6和调节质量块7通过圆通 长螺栓10和螺母13连接组成。连杆2有八个两个一组对称式分设于方形质量块四个侧面(见 图2),其一端通过支撑座二16、销轴二12、开口销二17和固定螺栓二15与固定质量块6连接, 另一端一同样的铰接方式与安装框1连接(见图1)。耗能元件阻尼器3有八个与连杆2相对应 两个一组对称式分设于方形质量块四个侧面(见图2),其一端通过支撑座一4、销轴一 11、开 口销一 14和固定螺栓一5与连杆2连接,另一端一同样的铰接方式与安装框1连接(见图1)。 [0027]调谐质量阻尼器装置中的弹簧9和阻尼器3,能将作用于调谐质量阻尼器装置的动 能,转化为弹簧9的弹性势能,并通过阻尼器3往复剪切形变最终耗散为热能,从而达到耗散 结构振动动能的目的,减小结构自身在外部激励作用下的振动幅度。
[0028]限位装置,阻尼器3在耗能的同时和连杆装置组成限位装置起到限位的作用;当质 量块摆动时带动连杆2摆动,又阻尼器3与连杆2铰接,此时阻尼器3提供一定的阻尼力,将 TMD的变形限制在允许变形范围内。
[0029]本发明专利对控制电视塔等高耸建筑的风振具有良好效果。本发明结构简单、操 作方便完全可以在施工现场组装,大大降低了调谐质量阻尼器装置工程现场的施工难度, 方便维护。本发明在TMD子系统与主系统之间采用软接触限位,避免了产生大冲量,更好的 保护了TMD和建筑结构。本发明专利可通过调节弹簧刚度系数或质量块质量来调整该调谐 质量阻尼器的控制频率,以适应不同频率风振控制。
[0030]以上仅为本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对 本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明 构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,包括安装框(1)、设于安装框中的阻 尼系统、连杆、质量块;其中,质量块包括固定质量块(6),连杆(2)的两端分别与固定质量块 ⑹和安装框⑴的底部铰接,连杆(2)对称式分设于质量块四个侧面;阻尼系统包括阻尼器 (3),阻尼器⑶的一端连接于安装框⑴的侧面,另一端连接于连杆(2)上;质量块以弹性能 伸缩摆动的方式安装于安装框内。
2.根据权利要求1所述的摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,该装置还包括偶数 个弹簧(9),偶数个弹簧均布于质量块顶面,并且弹簧(9)的一端连接于质量块,另一端连接 于安装框(1)的上部。
3.根据权利要求2所述的摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,所述的弹簧(2)有 四个,四个弹簧均布于质量块的顶面。
4. 根据权利要求1所述的摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,该装置还包括调节 质量块⑺,调节质量块设于固定质量块⑹上,并能随固定质量块⑹摆动。
5. 根据权利要求l£f述的摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,所述的连杆(2)为 偶数个,连杆(2)的一端连接与质量块铰接,另一端铰接于安装框,且其随质量块的摆动而 摆动。
6. 根据权利要求1或5所述的摆动式调谐质量阻尼器装置,其特征在于,连杆⑵有八 个,与阻尼器⑶相对应两个-组对称分布在质量块四个顺。
7.棚权求1臓義s域觸廳阻郷雜,其特征在于,臟贼装框⑴ 的横截面为正方形。
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