CN112031194A - 带有电涡流阻尼器的tmd装置 - Google Patents

Abstract

带有电涡流阻尼器的TMD装置，包括固定在楼板下的支撑架，支撑架上设有质量块，支撑架与质量块之间设有调节机构，以使质量块调节机构的作用下改变质心高度，质量块与支撑架之间设有多个阻尼器，以使质量块在阻尼器的影响下沿竖向振荡，质量块与支撑架上均设有传感器，传感器检测质量块与支撑架的振荡幅度和频率，阻尼器设置的永磁体和线圈的结构，利用电磁楞次原理进行消能，提高抑制振动的效果，调节座与第二弹簧能够调节TMD装置的刚度，以调节TMD装置的振动频率，通常TMD装置的刚度增大，则TMD装置的振动频率增加，刚度减小，则TMD装置的振动频率减小，传感器对比检测质量块与支撑架的振荡幅度与频率，从而作用调节机构进行调节，适合推广使用。

Description

带有电涡流阻尼器的TMD装置

技术领域

本发明涉及土木工程技术的领域，具体涉及带有电涡流阻尼器的TMD装置。

背景技术

在土木工程领域，对于竖向自振频率较小的人行桥或者建筑结构楼板采用竖向TMD进行吸振减振控制是一种常用措施。而采用压缩弹簧作为刚度元件的竖向支撑式TMD应用非常普遍。电涡流阻尼器作为一种具有无接触、效率高等特点的阻尼器也被用于TMD上。目前一般的电涡流阻尼TMD是采用板式电涡流阻尼装置构造形式，导体采用的一般是导电性高的铜板，质量大，造价高，因此不便于工程推广。TMD在对建筑物进行安装时需要对TMD的频率进行调节， TMD才能有更好的减振效果。

中国专利文献CN 105386403 A“一种用于天桥的装配式电涡流调谐质量阻尼器及制作方法”，通过旋钮不断调节永磁铁高度向TMD的调谐质量钢板靠近，整体结构复杂，频率调节精度低致使减振效果差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供带有电涡流阻尼器的TMD装置，解决现有TMD整体结构复杂、频率调节精度低、安装麻烦的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：带有电涡流阻尼器的TMD装置，包括固定在楼板下的支撑架，支撑架上设有质量块，支撑架与质量块之间设有调节机构，以使质量块调节机构的作用下改变质心高度，质量块与支撑架之间设有多个阻尼器，以使质量块在阻尼器的影响下沿竖向振荡，质量块与支撑架上均设有传感器，传感器检测质量块与支撑架的振荡幅度和频率。

优选方案中，所述阻尼器的数量为四个，均匀布置在质量块的四周，阻尼器中的外壳固定在质量块上。

优选方案中，所述外壳内设有线圈，线圈的中间设有竖直的通孔，永磁铁滑动安装在通孔内，并能沿着通孔滑动，永磁铁通过支撑杆与质量块固定连接。

优选方案中，所述支撑架两侧设有竖直的导向柱，质量块与导向柱活动套接，支撑架与质量块之间设有多个第一弹簧。

优选方案中，所述质量块与导向柱之间设有导向套，第一弹簧设在导向柱的两侧，第一弹簧一端抵靠在质量块内，另一端抵靠在支撑架上。

优选方案中，所述第一弹簧与质量块之间设有连接轴，第一弹簧端部抵靠在连接轴一端，连接轴的另一端通过第一螺栓与质量块连接。

优选方案中，所述连接轴端部为盲孔，盲孔内设有轴承，第一螺栓端部的光轴穿在轴承内，第一螺栓抵靠在轴承端面上转动，第一螺栓与质量块上的螺孔螺纹连接；

调节第一螺栓可调节质量块的高度与水平度。

优选方案中，所述调节机构中的调节座在支撑架内滑动调节，调节座与质量块之间设有第二弹簧，第二弹簧的一端抵靠在质量块内，另一端抵靠在调节座上。

优选方案中，所述调节座设在支撑架上的圆台内滑动，调节座与圆台之间设有多个第二螺栓，第二螺栓与圆台上的螺孔螺纹连接，第二螺栓端部抵靠在调节座端面上；

调节第二螺栓，带动调节座在支撑架上的圆台内移动，以使质量块改变质心高度。

优选方案中，传感器为加速度传感器，或为振动传感器，传感器与控制主机电连接；

通过对比控制主机显示的质量块与支撑架振荡幅度和频率，从而作用调节机构改变质量块的质心高度，达到更好的减振效果。

本发明提供了带有电涡流阻尼器的TMD装置，阻尼器为新型的电涡流阻尼器可大大提高TMD装置的附加阻尼，同时减轻阻尼器质量，加工组装方便，造价低，易于工程应用，设置的永磁体和线圈的结构，利用电磁楞次原理进行消能，进一步提高抑制振动的效果，采用调节座与第二弹簧保证设计频率与结构实际频率的一致性，调节座与第二弹簧能够调节TMD装置的刚度，以调节TMD装置的振动频率，通常TMD装置的刚度增大，则TMD装置的振动频率增加，刚度减小，则TMD装置的振动频率减小。传感器对比检测质量块与支撑架的振荡幅度与频率，从而作用调节机构，以使TMD装置能够有能佳的减振效果，将TMD装置吊至楼板底部，支撑架两端与楼板的梁通过焊接或螺栓固定连接，提高安装效率并降低了材料造价，适合推广使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明整体正结构视图；

图2是本发明整体仰结构视图；

图3是本发明整体结构正视图；

图4是本发明整体结构俯视图；

图5是本发明A-A剖视图；

图6是本发明局部放大视图a；

图7是本发明整体与楼板14安装示意图；

图8是本发明楼板14未安装TMD装置振动曲线图；

图9是本发明楼板14与TMD装置振动对比曲线图；

图10是本发明楼板14安装TMD装置后振动曲线图；

图11是本发明楼板14安装TMD装置前后振动对比曲线图；

图中：支撑架1；圆台101；阻尼器2；外壳201；线圈202；永磁铁203；支撑杆204；质量块3；第一弹簧4；导向柱5；传感器6；第二弹簧7；第一螺栓8；第二螺栓9；导向套10；连接轴11；轴承12；调节座13；楼板14；梁15。

具体实施方式

实施例1

如图1~7所示，带有电涡流阻尼器的TMD装置，包括固定在楼板14下的支撑架1，支撑架1上设有质量块3，支撑架1与质量块3之间设有调节机构，以使质量块3调节机构的作用下改变质心高度，质量块3与支撑架1之间设有多个阻尼器2，以使质量块3在阻尼器2的影响下沿竖向振荡，质量块3与支撑架1上均设有传感器6，传感器6检测质量块3与支撑架1的振荡幅度和频率，由此结构，将TMD装置固定通过支撑架1固定在建筑物楼板14的下方，支撑架1两端通过焊接或螺栓固定与楼板14的梁15连接，调节机构可调节质量块3与建筑物楼板14之间的距离，从而更贴合预设的理想模型，提高抑制振动的效果，阻尼器2为电涡流阻尼器，利用电磁楞次原理进行消能，进一步提高抑制振动的效果，对比检测质量块3与支撑架1的振荡幅度和频率，从而更加直观的作用调节机构进行调节，从而对楼板14的振动起到更佳的抑制效果。

优选方案中，所述阻尼器2的数量为四个，均匀布置在质量块3的四周，阻尼器2中的外壳201固定在质量块3上，由此结构，四个电涡流阻尼器2利用电磁楞次原理进行消能，能起到更好的减振效果。

优选方案中，所述外壳201内设有线圈202，线圈202的中间设有竖直的通孔，永磁铁203滑动安装在通孔内，并能沿着通孔滑动，永磁铁203通过支撑杆204与质量块3固定连接，由此结构，永磁铁203与线圈202的相对运动而导致线圈202切割磁感线，进而产生与运动方向相反的洛伦兹力，即电涡流阻尼力，线圈202和永磁铁203之间的间隙是影响阻尼力最关键的参数，另外导线圈202的有效面积、圈数，永磁铁203的强度等都对阻尼有明显的影响，本例中永磁铁203为圆柱状设计，支撑杆204将永磁铁203与质量块3固定连接，外壳201和线圈202将永磁铁203包裹形成电涡流阻力器2，安装简单方便，造价低。

优选方案中，所述支撑架1两侧设有竖直的导向柱5，质量块3与导向柱5活动套接，支撑架1与质量块3之间设有多个第一弹簧4，由此结构，连接质量块3与支撑架1的导向柱5可以保证质量块3相对于支撑架1在竖向的相对运动，且第一弹簧和第二弹簧不会发生卡顿，阻尼器也能正常工作，装配精度高，导向柱5为两个，更好的起到导向定位作用。

优选方案中，所述质量块3与导向柱5之间设有导向套10，第一弹簧4设在导向柱5的两侧，第一弹簧4一端抵靠在质量块3内，另一端抵靠在支撑架1上，由此结构，导向套10为直线轴承，保证质量块3在导向柱5上竖向移动的顺畅，竖向安装精度高，第一弹簧4分别卡在质量块3与支撑架1上，保证第一弹簧4的垂直度，第一弹簧4压缩更加顺畅不会卡顿。

优选方案中，所述第一弹簧4与质量块3之间设有连接轴11，第一弹簧4端部抵靠在连接轴11一端，连接轴11的另一端通过第一螺栓8与质量块3连接，由此结构，通过调节第一螺栓8从而调节质量块3的高度，第一螺栓8布置在质量块3的四周，可调节质量块3的水平，使得TMD装置精度更高。

优选方案中，所述连接轴11端部为盲孔，盲孔内设有轴承12，第一螺栓8端部的光轴穿在轴承12内，第一螺栓8抵靠在轴承12端面上转动，第一螺栓8与质量块3上的螺孔螺纹连接；

调节第一螺栓8可调节质量块3的高度与水平度，由此结构，第一螺栓8与连接轴11之间的轴承12可以保证转动第一螺栓8时，不会带动连接轴11转动，避免影响到第一弹簧4，更加方便快捷的调节质量块3的高度与水平度。

优选方案中，所述调节机构中的调节座13在支撑架1内滑动调节，调节座13与质量块3之间设有第二弹簧7，第二弹簧7的一端抵靠在质量块3内，另一端抵靠在调节座13上，由此结构，由此结构，通过调节调节座13，致使第二弹簧7顶推质量3，从而改变质量块3的质心高度，达到改变TMD装置的频率。

优选方案中，所述调节座13设在支撑架1上的圆台101内滑动，调节座13与圆台101之间设有多个第二螺栓9，第二螺栓9与圆台101上的螺孔螺纹连接，第二螺栓9端部抵靠在调节座13端面上；

调节第二螺栓9，带动调节座13在支撑架1上的圆台101内移动，以使质量块3改变质心高度，由此结构，调节机构为四个，布置在质量块3的周圈，可通过调节第二螺栓9顶推调节座13在圆台101内移动，从而带动质量块3移动，改变质量块3质心高度，达到改变TMD装置的频率。

优选方案中，传感器6为加速度传感器，或为振动传感器，传感器6与控制主机电连接；

通过对比控制主机显示的质量块3与支撑架1振荡幅度和频率，从而作用调节机构改变质量块3的质心高度，达到更好的减振效果，由此结构，传感器6可实时监测质量块3与支撑架1振荡幅度和频率，对质量块3与支撑架1振荡幅度和频率进行对比，可作用调节机构进一步调节，以达到更好的减震效果。

实施例2

如图8~11所示，带有电涡流阻尼器的TMD装置，图8为未安装TMD装置前振动的曲线图，图9为楼板14振动频率与TMD装置振动频率对比图，图中TMD装置的振动因惯性有一定时间的滞后，从而与楼板14振动有一定的时间差，在同一时间中，TMD装置的振动幅度方向与楼板14振动幅度方向相反振动相互抵消，从而起到抑制振动效果，通过观察图9中的振动频率对比图，作用调节机构对TMD装置的频率进行调节，使得TMD装置达到更佳的减振效果，图10为安装TMD装置减振后楼板14的振动曲线图，图11为安装TMD装置前后楼板14振动曲线对比图，可以明显看出安装TMD装置后的振动曲线更快的变为平缓，且振动幅度较小，从此可见TMD装置减振效果优异。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：包括固定在楼板（14）下的支撑架（1），支撑架（1）上设有质量块（3），支撑架（1）与质量块（3）之间设有调节机构，以使质量块（3）在调节机构的作用下调节质心高度，质量块（3）与支撑架（1）之间设有多个阻尼器（2），以使质量块（3）在阻尼器（2）的影响下沿竖向振荡，质量块（3）与支撑架（1）上均设有传感器（6），以使传感器（6）检测质量块（3）与支撑架（1）的振荡幅度和频率。

2.根据权利要求1所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述阻尼器（2）的数量为四个，均匀布置在质量块（3）的四周，阻尼器（2）中的外壳（201）固定在质量块（3）上。

3.根据权利要求2所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述外壳（201）内设有线圈（202），线圈（202）的中间设有竖直的通孔，永磁铁（203）滑动安装在通孔内，并能沿着通孔滑动，永磁铁（203）通过支撑杆（204）与质量块（3）固定连接。

4.根据权利要求1所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述支撑架（1）两侧设有竖直的导向柱（5），质量块（3）与导向柱（5）活动套接，支撑架（1）与质量块（3）之间设有多个第一弹簧（4）。

5.根据权利要求4所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述质量块（3）与导向柱（5）之间设有导向套（10），第一弹簧（4）设在导向柱（5）的两侧，第一弹簧（4）一端抵靠在质量块（3）内，另一端抵靠在支撑架（1）上。

6.根据权利要求5所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述第一弹簧（4）与质量块（3）之间设有连接轴（11），第一弹簧（4）端部抵靠在连接轴（11）一端，连接轴（11）的另一端通过第一螺栓（8）与质量块（3）连接。

7.根据权利要求6所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述连接轴（11）端部为盲孔，盲孔内设有轴承（12），第一螺栓（8）端部的光轴穿在轴承（12）内，第一螺栓（8）抵靠在轴承（12）端面上转动，第一螺栓（8）与质量块（3）上的螺孔螺纹连接；

调节第一螺栓（8）可调节质量块（3）的高度与水平度。

8.根据权利要求1所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述调节机构中的调节座（13）在支撑架（1）内滑动调节，调节座（13）与质量块（3）之间设有第二弹簧（7），第二弹簧（7）的一端抵靠在质量块（3）内，另一端抵靠在调节座（13）上。

9.根据权利要求8所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：所述调节座（13）设在支撑架（1）上的圆台（101）内滑动，调节座（13）与圆台（101）之间设有多个第二螺栓（9），第二螺栓（9）与圆台（101）上的螺孔螺纹连接，第二螺栓（9）端部抵靠在调节座（13）端面上；

调节第二螺栓（9），带动调节座（13）在支撑架（1）上的圆台（101）内移动，以使质量块（3）改变质心高度。

10.根据权利要求1所述带有电涡流阻尼器的TMD装置，其特征是：传感器（6）为加速度传感器，或为振动传感器，传感器（6）与控制主机电连接；

通过对比控制主机显示的质量块（3）与支撑架（1）振荡幅度和频率，从而作用调节机构改变质量块（3）的质心高度，达到更好的减振效果。

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