CN112177186A - 一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑减震技术领域，且公开了一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器。本发明包括质量块、导向杆、主弹簧、上部安装板、和下部安装板，所述质量块固定于上部安装板中心位置，所述主弹簧置于上部安装板与下部安装板之间，所述导向杆通过上部安装板上开的导向孔穿过主弹簧后固定于下部安装板上，所述上部安装板和下部安装板直接设有若干横向设置的粘滞阻尼器和调节弹簧部件，所述粘滞阻尼器和调节弹簧部件通过安装部件固定。本发明通过安装部件将粘滞阻尼器和调节弹簧部件水平安装，消除了TMD对粘滞阻尼器的安装限制，增大了黏滞阻尼器尺寸选择范围。
Description
技术领域
本发明涉及建筑减震技术领域，具体为一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器。
背景技术
随着我国社会经济与科学技术的不断发展，各种高层或大跨度的建筑结构在城市建设中得到越来越多的应用，这类建筑其自振频率往往较低。在地震、强风或行人步行时均易引起主体结构共振，轻则影响结构舒适性或损坏结构自身，重则造成重大安全事故。针对此类问题，工程设计中采用在主体结构中增加调谐质量阻尼器来实现减振。调谐质量阻尼器(TunedMassDamper，简称TMD)主要由质量块、弹簧与阻尼系统组成，由于造价低廉、结构简单广泛应用于结构抗风、抗震。TMD的工作原理是通过调节其本身振动频率接近主结构固有频率，当主结构振动时，TMD因为共振作用产生振动，通过阻尼系统耗散振动能量，达到减震效果。传统的TMD采用黏滞阻尼器提供阻尼，黏滞阻尼器阻尼力为定值，尺寸受TMD安装空间限制，选型较为困难，并且黏滞阻尼器与TMD主体连接，后期不易调节与维护；传统的TMD频率调节主要通过调节弹簧刚度实现，实际操作较繁琐，调节较困难。
发明内容
本发明为解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，包括质量块、导向杆、主弹簧、上部安装板、和下部安装板，所述质量块固定于上部安装板中心位置，所述主弹簧置于上部安装板与下部安装板之间，所述导向杆通过上部安装板上开的导向孔穿过主弹簧后固定于下部安装板上；
所述上部安装板和下部安装板之间的前后侧设有若干横向的粘滞阻尼器，所述粘滞阻尼器的两端通过安装部件将其水平安装于上部安装板和下部安装板之间，所述安装部件包括耳板座、耳板、销轴部件和连杆，所述上部安装板和下部安装板上对应分别固定有耳板座，所述耳板座固定有两块开有圆孔的耳板，两块所述耳板之间留有安装距离，两块所述耳板中间通过销轴部件安装有连杆，连杆可绕销轴部件转动，对应的上部安装板上的连杆、下部安装板上的连杆和粘滞阻尼器的一端再通过销轴部件连接在一起，当上部连接板做升降运动时安装部件带动粘滞阻尼器伸缩，组成阻尼系统；
所述上部安装板和下部安装板之间的左右侧设有若干横向的调节弹簧部件，所述调节弹簧部件的两端同样通过所述安装部件将其水平固定，组成频率调节系统。
通过将粘滞阻尼器和调节弹簧部件横向安装，由安装部件将上部安装板的升降运动转变为横向运动，带动粘滞阻尼器和调节弹簧部件伸缩实现减震，解决了原来竖向安装带来的安装空间受限问题，增大了适用范围；同时，粘滞阻尼器和调节弹簧和安装部件均通过销轴部件连接，便于更换维修。
优选的，所述耳板座上开设有若干通孔，所述上部安装板和下部安装板的四周开设有若干螺纹孔，所述耳板座和上部安装板、下部安装板通过螺栓固定，便于调节耳板座之间的距离来匹配不同尺寸黏滞阻尼器，增大黏滞阻尼器选型范围，实现耗能效果调节功能。
优选的，所述调节弹簧部件包括调节弹簧，所述调节弹簧的两端固定设有连接板，所述连接板固定在安装部件两根连杆的连接处。
优选的，所述调节弹簧内设有可伸缩的连接杆，连接杆的两端分别和连接板固定，对弹簧起导向作用。
优选的，所述下部安装板和导向杆螺纹连接，便于安装拆卸。
优选的，所述耳板和耳板座之间，以及质量块和上部连接板之间均通过焊接固定。
本发明具有的有益效果：本发明通过安装部件将粘滞阻尼器和调节弹簧部件水平安装，改变了传统的TMD中黏滞阻尼器和调节弹簧的安装方式，消除了TMD对粘滞阻尼器的安装限制，增大了黏滞阻尼器尺寸选择范围；同时粘滞阻尼器和调节弹簧部件均通过销轴和安装部件连接，便于拆装更换，实现了阻尼调节与频率调节功能，便于后期维护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明黏滞阻尼器的安装示意图；
图3为本发明调节弹簧部件的安装示意图；
图4为图1中调节弹簧部件的结构示意图；
图5为图1中销轴部件的结构示意图。
图中： 1、质量块； 2、导向杆；3、主弹簧；4、上部安装板；5、下部安装板；6、粘滞阻尼器；7、安装部件；71、耳板座；72、耳板；73、销轴部件；731、销轴；732、挡圈；733、定位螺钉；74、连杆；8、调节弹簧部件；81、调节弹簧；82、连接板；83、连接杆；9、螺纹孔；10、通孔；11、螺栓。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，如图1-图5所示，包括质量块 1、导向杆 2、主弹簧3、上部安装板4和下部安装板5，所述质量块 1固定于上部安装板4中心位置，所述主弹簧3置于上部安装板4与下部安装板5之间，所述导向杆 2通过上部安装板4上开的导向孔穿过主弹簧3后固定于下部安装板5上，导向杆 2和主弹簧3设置在阻尼器的四角；
所述上部安装板4和下部安装板5之间的前后侧对称设有若干横向的粘滞阻尼器6，所述粘滞阻尼器6的两端通过安装部件7将其水平安装于上部安装板4和下部安装板5之间，所述安装部件7包括耳板座71、耳板72、销轴部件73和连杆74，所述上部安装板4和下部安装板5上对应分别固定有耳板座71，所述耳板座71固定有两块开有圆孔的耳板72，两块所述耳板72之间留有安装距离，两块所述耳板72中间通过销轴部件73安装有连杆74，连杆74可绕销轴部件73转动，对应的上部安装板4上的连杆74、下部安装板5上的连杆74和粘滞阻尼器6的一端再通过销轴部件73连接在一起，当上部连接板82做升降运动时安装部件7带动粘滞阻尼器6伸缩，组成阻尼系统；
所述上部安装板4和下部安装板5之间的左右侧对称设有若干横向的调节弹簧81部件8，所述调节弹簧81部件8的两端同样通过所述安装部件7将其水平固定，组成频率调节系统。
粘滞阻尼器6和调节弹簧81部件8的数量根据实际应用选择，通过销轴部件73固定，增减方便。
所述耳板座71上开设有若干通孔10，通孔10的数量为4个，均匀分布在耳板座71的四周，所述耳板座71和上部安装板4、下部安装板5通过螺栓固定，所述上部安装板4和下部安装板5的四周开设有若干螺纹孔9，所述上部安装板4和下部安装板5的每侧均开设有两排螺纹孔9，便于调节耳板座71之间的距离来匹配不同尺寸黏滞阻尼器，增大黏滞阻尼器选型范围，也便于增减安装部件7来适配不同数量的粘滞阻尼器6或调节弹簧81部件8，实现耗能效果调节功能。
所述调节弹簧81部件8包括调节弹簧，所述调节弹簧的两端固定设有连接板82，所述连接板82固定在安装部件7两根连杆74的连接处。
所述调节弹簧内设有可伸缩的连接杆83，连接杆83的两端分别和连接板82固定，所述连接管为大管套小管的伸缩结构，对调节弹簧81起导向作用。
所述销轴部件73包括销轴731、挡圈732和定位螺钉733，销轴731的一端穿过需要连接在一起的所有部件后用挡圈732和定位螺钉733固定，便于安装拆卸。
所述下部安装板5和导向杆 2螺纹连接，而主弹簧3套设在导向杆 2上，便于安装更换，增大了本阻尼器的适用性，也节约了维修成本。
所述耳板72和耳板座71之间，以及质量块 1和上部连接板82之间均通过焊接固定。
在使用时，当共振调谐质量阻尼器发生振动时，上部安装板4做上下运动，通过上部安装板4和下部安装板5之间的安装结构带动粘滞阻尼器6和调节弹簧81进行横向伸缩，以此来耗散振动能量，达到减震效果。由于调节弹簧81部件8和安装部件7是通过销轴731连接，可替换不同刚度，实现频率调节功能，也便于更换维修；黏滞阻尼器和安装部件7同样是通过销轴731连接，便于更换；同时，安装部件7和上、下部安装板5之间通过螺栓连接，安装部件7之间的间距便于调节，以此来适配不同阻尼范围的粘滞阻尼器6，实现阻尼可调。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，包括质量块( 1)、导向杆( 2)、主弹簧(3)、上部安装板(4)、和下部安装板(5)，其特征在于：
所述质量块(1)固定于上部安装板(4)中心位置，所述主弹簧(3)置于上部安装板(4)与下部安装板(5)之间，所述导向杆(2)通过上部安装板(4)上开的导向孔穿过主弹簧(3)后固定于下部安装板(5)上；
所述上部安装板(4)和下部安装板(5)之间的前后侧设有若干横向的粘滞阻尼器(6)，所述粘滞阻尼器(6)的两端通过安装部件(7)将其水平安装于上部安装板(4)和下部安装板(5)之间，所述安装部件(7)包括耳板座(71)、耳板(72)、销轴部件(73)和连杆(74)，所述上部安装板(4)和下部安装板(5)上对应分别固定有耳板座(71)，所述耳板座(71)固定有两块开有圆孔的耳板(72)，两块所述耳板(72)之间留有安装距离，两块所述耳板(72)中间通过销轴部件(73)安装有连杆(74)，连杆(74)可绕销轴部件(73)转动，对应的上部安装板(4)上的连杆(74)、下部安装板(5)上的连杆(74)和粘滞阻尼器(6)的一端再通过销轴部件(73)连接在一起，当上部连接板(82)做升降运动时安装部件(7)带动粘滞阻尼器(6)伸缩，组成阻尼系统；
所述上部安装板(4)和下部安装板(5)之间的左右侧设有若干横向的调节弹簧部件(8)，所述调节弹簧部件(8)的两端同样通过所述安装部件(7)将其水平固定，组成频率调节系统。
2.根据权利要求1所述的一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，其特征在于：所述耳板座(71)上开设有若干通孔(10)，所述上部安装板(4)和下部安装板(5)的四周开设有若干螺纹孔(9)，所述耳板座(71)和上部安装板(4)、下部安装板(5)通过螺栓固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，其特征在于：所述调节弹簧部件(8)包括调节弹簧(81)，所述调节弹簧（81）的两端固定设有连接板(82)，所述连接板(82)固定在安装部件(7)两根连杆(74)的连接处。
4.根据权利要求3所述的一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，其特征在于：所述调节弹簧内设有可伸缩的连接杆(83)，所述连接杆(83)的两端分别和连接板(82)固定。
5.根据权利要求1所述的一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，其特征在于：所述下部安装板(5)和导向杆(2)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种便于调节阻尼与振动频率的调谐质量阻尼器，其特征在于：所述耳板(72)和耳板座(71)之间，以及质量块(1)和上部连接板(82)之间均通过焊接固定。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112878524A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-01 | 天津城建大学 | 一种全频率减振系统 |
| CN117211435A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-12 | 北京工业大学 | 一种多灾害韧性防护结构 |
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2020
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