CN110056242A - 一种支承摆式双向调谐质量阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，包括连接板，安装在连接板上的多组支承轨道机构，惯性质量块；支承轨道机构包括第二支承轨道和固定在连接板上的第一支承轨道，第二支承轨道移动式安装在第一支承轨道上，惯性质量块移动式安装在第二支承轨道上，第二支承轨道沿着弧形轨迹在第一支承轨道上移动，惯性质量块沿着弧形轨迹在第二支承轨道上移动，该两条弧形轨迹所对应的两个平面相互垂直。本支承摆式双向调谐质量阻尼器不需另设刚度元件、惯性质量块双向运动解耦、可同时控制结构两个主轴方向的振动。

Description

一种支承摆式双向调谐质量阻尼器
技术领域
本发明涉及高层高耸结构减振(震)控制技术领域，尤其涉及一种支承摆式双向调谐质量阻尼器。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速发展，世界各地涌现出大量的复杂超高层建筑和高耸结构。高层高耸结构属于低阻尼柔性结构，结构在地震与风荷载作用下的安全性和舒适性引起了人们的普遍关注。调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)造价相对较低且控制效果良好，被广泛应用于高层高耸结构的振动控制。TMD通常由惯性质量块、刚度元件和阻尼元件组成，需要指出的是，本发明对阻尼元件不作要求。
TMD按照其安装方式不同，大致可分为支承式TMD与悬吊式TMD。为了使TMD调频准确，支承式TMD通常需要另设刚度元件。悬吊式TMD通过调整摆长来调整TMD频率，因此不需要另设刚度元件。悬吊式TMD构造简单且能同时控制结构两个主轴方向的振动。但是，相对于支承式TMD而言，悬吊式TMD通常需要占用更大的建筑使用空间。
支承摆式TMD的振动频率仅与支承的曲率有关，与TMD质量无关，具有较好的鲁棒性。但是，大多数摆式TMD双向运动耦合，导致TMD无法严格沿着结构主轴方向运动，而是以平衡位置为中心，进行旋转运动，从而使TMD参数偏离最优状态，导致TMD无法发挥其最佳减振(震)性能。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，不需另设刚度元件、惯性质量块双向运动解耦、可同时控制结构两个主轴方向的振动。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，包括连接板，安装在连接板上的多组支承轨道机构，惯性质量块；支承轨道机构包括第二支承轨道和固定在连接板上的第一支承轨道，第二支承轨道移动式安装在第一支承轨道上，惯性质量块移动式安装在第二支承轨道上，第二支承轨道沿着弧形轨迹在第一支承轨道上移动，惯性质量块沿着弧形轨迹在第二支承轨道上移动，该两条弧形轨迹所对应的两个平面相互垂直。
进一步的是：第二支承轨道设有凹形弧面，凹形弧面上开设有凹形槽道，惯性质量块上设有滚轮，滚轮沿着凹形槽道滑动或滚动；第二支承轨道设有弧形凹槽，第一支承轨道设有凹形弧板，凹形弧板沿着弧形凹槽滑动。
进一步的是：弧形凹槽内设有滚珠。
进一步的是：第二支承轨道包括第二基体和固定在第二基体上的两条弧形块，两条弧形块的两端平齐，两条弧形块相互平行，两条弧形块的上表面共同形成第二支承轨道的凹形弧面，两条弧形块和第二基体共同形成第二支承轨道的凹形槽道。
进一步的是：第一支承轨道包括第一基体和固定在第一基体上的凹形弧板，凹形弧板的宽度大于第一基体的宽度，第二支承轨道的弧形凹槽处设有突块，凹形弧板的下表面与突块的上表面相接触。
进一步的是：第二基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
进一步的是：第一基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
进一步的是：连接板的边缘处预留有螺栓孔。
进一步的是：支承轨道机构有四组，四组支承轨道机构的中心分布在某个矩形的四个顶点上，惯性质量块上设有四个滚轮。
总的说来，本发明具有如下优点：
本支承摆式双向调谐质量阻尼器通过第一和第二支承轨道曲率来调整TMD在被控结构两个主轴方向对应的振动频率，TMD振动频率与质量无关，且不需另设刚度元件，便于施工。第一和第二支承轨道分别沿被控结构两个主轴方向正交布置，使得TMD运动实现双向解耦，克服了传统摆式TMD双向运动耦合问题，可充分发挥TMD的减振(震)性能。
附图说明
图1是本发明的立体图。
图2是本发明的立体图，未画出惯性质量块。
图3是支承轨道机构的结构示意图。
图4是第二支承轨道第一方向的结构示意图。
图5是第二支承轨道第二方向的结构示意图。
图6是第一支承轨道的结构示意图。
图7是惯性质量块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：
1为惯性质量块，2为支承轨道机构，3为连接板，4为第一支承轨道，5为第二支承轨道，6为限位块，7为滚轮，4-1为第一基体，4-2为凹形弧板，5-1为第二基体，5-2为弧形块，5-3为凹形槽道，5-4为弧形凹槽，5-5为突块，5-6为滚珠。
结合图1、图2所示，一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，包括连接板，安装在连接板上的多组支承轨道机构，惯性质量块。结合图3所示，支承轨道机构包括第二支承轨道和固定在连接板上的第一支承轨道，第一支承轨道在下方，第二支承轨道在第一支承轨道的上方，第一支承轨道可以通过高强螺栓等方式固定在连接板上。结合图4、图5、图6所示，第二支承轨道移动式安装在第一支承轨道上，惯性质量块移动式安装在第二支承轨道上，第一支承轨道固定不动，第二支承轨道可以相对第一支承轨道移动(本发明中是滑动方式)，惯性质量块可以相对第二支承轨道移动，惯性质量块和第二支承轨道之间接触部分的运动形式可以是滑动形式的或者是滚动形式的。第二支承轨道沿着弧形轨迹在第一支承轨道上移动，第二支承轨道和第一支承轨道之间接触部分的中心的运动轨迹是弧形的，可以成为第一弧形轨迹；惯性质量块沿着弧形轨迹在第二支承轨道上移动，惯性质量块和第二支承轨道之间接触部分的中心的运动轨迹是弧形的，可以成为第二弧形轨迹；该两条弧形轨迹所对应的两个平面相互垂直，即第一弧形轨迹所在的平面和第二弧形轨迹所在的平面相垂直，这两个平面都是竖直方向的平面，第一弧形轨迹是沿着横向方向的，第二弧形轨迹则是沿着纵向方向的。
结合图4、图5所示，第二支承轨道设有凹形弧面，凹形弧面上开设有凹形槽道，惯性质量块上设有滚轮，滚轮沿着凹形槽道滑动或滚动。第二支承轨道设有弧形凹槽，第一支承轨道设有凹形弧板，凹形弧板沿着弧形凹槽滑动，即凹形弧板穿过弧形凹槽，在凹形弧板和弧形凹槽的作用下实现第一支承轨道和第二支承轨道的相对滑动。
结合图4、图5所示，弧形凹槽内设有滚珠，滚珠内嵌在弧形凹槽内，但滚珠露出弧形凹槽的表面。
结合图4、图5所示，第二支承轨道包括第二基体和固定在第二基体上的两条弧形块，两条弧形块的两端平齐，两条弧形块相互平行，两条弧形块的上表面共同形成第二支承轨道的凹形弧面，两条弧形块之间存在空隙，两条弧形块和第二基体共同形成第二支承轨道的凹形槽道。
结合图6所示，第一支承轨道包括第一基体和固定在第一基体上的凹形弧板，凹形弧板的宽度大于第一基体的宽度，第二支承轨道的弧形凹槽处设有突块，凹形弧板的下表面与突块的上表面相接触，凹形弧板与弧形凹槽出的滚珠相接触。
结合图3所示，第二基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
结合图3所示，第一基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
连接板的边缘处预留有螺栓孔。
支承轨道机构有四组，四组支承轨道机构的中心分布在某个矩形的四个顶点上，惯性质量块上设有四个滚轮。
惯性质量块的运动可以分解成两个弧形轨迹方向上的运动，即横向方向和纵向方向上的运动，在使用时，连接板是和下部结构楼板连接的，在地震或风荷载作用下，支承轨道机构保证了惯性质量块只沿被控结构的两个主轴方向运动，将TMD的惯性质量块运动双向解耦，可避免常规摆式TMD存在的惯性质量块旋转问题，进一步提升TMD在工程应用中的减振(震)性能。支承轨道机构的曲率可以确定TMD的双向频率，支承轨道机构的曲率即第一弧形轨迹的曲率和第二弧形轨迹的曲率，也即是第一支承轨道中凹形弧板的曲率和第二支承轨道中凹形弧面的曲率，依据被控结构两个主轴方向的振动频率，通过调整第一支承轨道的曲率和第二支承轨道的曲率，从而确定TMD的双向频率，达到TMD的双向频率与被控结构两个主轴方向的振动频率基本一致，本发明的TMD频率与质量无关，且不需另设刚度元件，鲁棒性较好的同时便于施工。通过合理地轨道设计，达到一个TMD同时控制结构两个主轴方向振动的目的，体现出较好地经济实用性。此外，第一支承轨道和第二支承轨道的限位块内侧均设置有防撞耗能材料层，可保证TMD装置在强震或强风作用下地安全性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：包括连接板，安装在连接板上的多组支承轨道机构，惯性质量块；支承轨道机构包括第二支承轨道和固定在连接板上的第一支承轨道，第二支承轨道移动式安装在第一支承轨道上，惯性质量块移动式安装在第二支承轨道上，第二支承轨道沿着弧形轨迹在第一支承轨道上移动，惯性质量块沿着弧形轨迹在第二支承轨道上移动，该两条弧形轨迹所对应的两个平面相互垂直。
2.按照权利要求1所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：第二支承轨道设有凹形弧面，凹形弧面上开设有凹形槽道，惯性质量块上设有滚轮，滚轮沿着凹形槽道滑动或滚动；第二支承轨道设有弧形凹槽，第一支承轨道设有凹形弧板，凹形弧板沿着弧形凹槽滑动。
3.按照权利要求2所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：弧形凹槽内设有滚珠。
4.按照权利要求2所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：第二支承轨道包括第二基体和固定在第二基体上的两条弧形块，两条弧形块的两端平齐，两条弧形块相互平行，两条弧形块的上表面共同形成第二支承轨道的凹形弧面，两条弧形块和第二基体共同形成第二支承轨道的凹形槽道。
5.按照权利要求2所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：第一支承轨道包括第一基体和固定在第一基体上的凹形弧板，凹形弧板的宽度大于第一基体的宽度，第二支承轨道的弧形凹槽处设有突块，凹形弧板的下表面与突块的上表面相接触。
6.按照权利要求4所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：第二基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
7.按照权利要求5所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：第一基体的两侧设有限位块，限位块上设有防撞耗能材料层。
8.按照权利要求1所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：连接板的边缘处预留有螺栓孔。
9.按照权利要求2所述的一种支承摆式双向调谐质量阻尼器，其特征在于：支承轨道机构有四组，四组支承轨道机构的中心分布在某个矩形的四个顶点上，惯性质量块上设有四个滚轮。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111305409A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 山东大学 一种自适应多维多级减振装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105544765A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 广州大学 一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座
CN208219893U (zh) * 2018-02-08 2018-12-11 湖南工业大学 非线性质量阻尼器
CN210316757U (zh) * 2019-05-31 2020-04-14 广州大学 一种支承摆式双向调谐质量阻尼器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105544765A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 广州大学 一种适用于质量调谐控制系统的双向滑轨支撑支座
CN208219893U (zh) * 2018-02-08 2018-12-11 湖南工业大学 非线性质量阻尼器
CN210316757U (zh) * 2019-05-31 2020-04-14 广州大学 一种支承摆式双向调谐质量阻尼器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111305409A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 山东大学 一种自适应多维多级减振装置
CN111305409B (zh) * 2020-02-28 2021-02-09 山东大学 一种自适应多维多级减振装置

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