CN203499048U - 摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于振动控制技术领域，尤其涉及一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，用于高耸建筑结构等的减振控制。包括调频弹簧，其特征在于调频弹簧水平设置在摆式调谐质量阻尼器的质量块与主体结构之间，调频弹簧对称布置在质量块的两侧或者均匀分布在质量块的四周，调频弹簧一端联接质量块，另一端联接主体结构，调频弹簧处于预拉紧状态。其能实现在施工现场精确地、大范围地调整摆式调谐质量阻尼器的固有频率，同时具有结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性好的特点。

Description

摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置

技术领域

本实用新型属于振动控制技术领域，尤其涉及一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，用于高耸建筑结构等的减振控制。

背景技术

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,简称TMD）安装在建筑结构上，利用共振原理，将主体结构的振动能量吸收转移到控制装置上，从而减小建筑结构的风振和地震反应，在国内外已有较多的应用。计算分析和实践证明，调谐质量阻尼器的固有频率和主体结构的固有频率接近，是保证主体结构的振动能量被转移到调谐质量阻尼器的前提条件。否则，减振效果较差，甚至加剧主体结构的振动。因而，在工程应用中，调谐质量阻尼器需要具有频率调节装置，以实现最优的减振效果。

摆式调谐质量阻尼器通常由吊索、质量块和阻尼器组成。质量块通过吊索悬吊在主体结构上。阻尼器设置在质量块与主体结构之间。对于摆式调谐质量阻尼器的频率调节，在质量块被确定的情况下，通常有如下两种方法：一是调整吊索长度；二是设置调频弹簧，并调整调频弹簧的安装高度。但在实际工程中，有时质量块的质量可达几十吨、甚至几百吨，吊索同时使用多根，且有时使用刚性吊杆。因而，在安装现场调整吊索长度的难度极大。因而，调整吊索长度实现调节频率的方法不宜采用。对于第二种方法，有时由于安装空间和结构等因素的限制，无法调整调频弹簧的安装高度。因而，也无法应用此方法。

因而，为保证摆式调谐质量阻尼器的减振效果，迫切需要一种结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性好的频率调节装置。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，能实现在施工现场精确地、大范围地调整摆式调谐质量阻尼器的固有频率，同时具有结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性好的特点。

本实用新型的实现方案如下：一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，包括调频弹簧，其特征在于调频弹簧水平设置在摆式调谐质量阻尼器的质量块与主体结构之间，调频弹簧对称布置在质量块的两侧或者均匀分布在质量块的四周，调频弹簧一端联接质量块，另一端联接主体结构，调频弹簧处于预拉紧状态。

为方便通过变化调频弹簧数量实现调整摆式调谐质量阻尼器的频率，质量块上设有至少二个与调频弹簧联接的联接结构。应用时，调频弹簧处于预拉紧状态。调频弹簧的端部通过长度调节装置与主体结构或/和质量块相连。利用长度调节装置可以随时调整作用在调频弹簧上的预紧力。所述长度调节装置可以由螺母和螺纹杆件构成。

调频弹簧对称布置在质量块的两侧或者均匀分布在质量块的四周，使得在质量块发生摆动时，质量块周围的调频弹簧，部分被拉长，部分被相应缩短，可保证调频弹簧的总刚度不会因质量块的相对位置变化而变化，从而保证摆式调谐质量阻尼器固有频率的稳定性。通过上述设置方案，在摆式调谐质量阻尼器需要进行频率调节时，只需更换不同刚度的调频弹簧即可实现。另外，在质量块上设有多个与调频弹簧联接的联接结构，也可以通过调整调频弹簧的数量，实现对摆式调谐质量阻尼器固有频率的调节。所述的联接结构可以是吊环、挂钩等多种结构。因而，本方案中的频率调节装置结构简单、操作方便、稳定性好。

在摆式调谐质量阻尼器处于自然状态时，调频弹簧处于预拉紧状态，可防止调频弹簧因重力产生弯曲，同时保证调频弹簧刚度的线性特征。调频弹簧的端部通过长度调节装置与主体结构或质量块相连。利用长度调节装置可以方便地将调频弹簧拉紧或放松，从而方便地实现调频弹簧的安装和拆卸，增强操作灵活性，解决在使用大吨位的质量块和大刚度的调频弹簧时，不易安装调频弹簧并实现预拉紧状态的问题。所述长度调节装置的结构可以多种多样，例如可以利用相互配合的螺母和螺纹杆件实现，改变螺母在螺纹杆件上的相对位置，就可以实现调频弹簧的拉长或缩短。

本实用新型的有益效果在于提供一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，能够实现在施工现场精确地、大范围地调整摆式调谐质量阻尼器的固有频率，解决现有大型摆式调谐质量阻尼器的固有频率难于在工程现场进行准确调节的问题。同时具有结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性好的特点。

附图说明

图1为实施例一中本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置的结构示意图之一。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为实施例一中本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置的结构示意图之二。

图4为实施例二中本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，本例中摆式调谐质量阻尼器包括吊索1和质量块2，摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置包括调频弹簧3，调频弹簧3水平设置在质量块2与主体结构4之间，并且均匀的分布在质量块2的四周。调频弹簧3一端通过联接结构7与质量块2联接，另一端与主体结构4联接。自由状态下，调频弹簧3处于预拉紧状态。质量块2上设置多个联接结构7，本例中的联结结构7具体为吊环结构。

调频弹簧3对称布置在质量块的四周，使得在质量块2发生摆动时，质量块2周围处于对称位置的调频弹簧3，一个被拉长，一个被相应压缩，可保证调频弹簧的总刚度不会因质量块的相对位置变化而变化，从而保证摆式调谐质量阻尼器固有频率的稳定性。通过上述设置方案，在摆式调谐质量阻尼器需要进行固有频率调节时，只需更换不同刚度的调频弹簧3即可实现。另外，在质量块2上设有多个可以与调频弹簧联接的联接结构7，也可以通过调整调频弹簧3的数量，实现对摆式调谐质量阻尼器固有频率的调节。所述的联接结构可以是吊环、挂钩等多种结构。在摆式调谐质量阻尼器处于自然状态时，调频弹簧3处于预拉紧状态，可防止调频弹簧因重力产生弯曲，同时保证调频弹簧刚度为定值，确保在工作过程中调频弹簧始终处于承受外部作用力与自身变形之间线性变化的状态下，从而使摆式调谐质量阻尼器的固有频率保持稳定。

另外，要指出的是，基于本例所述的技术原理，调频弹簧3的数量还可以设置三个、五个、六个甚至更多个，调频弹簧3除了可以在质量块四周两两对称设置外，也可以在质量块周围均匀地布置，例如如图3所示，对于水平截面轮廓为圆形的质量块2，可以沿质量块圆周方向均匀设置三个调频弹簧3，也能实现同样的效果，在此一并给予说明，也在本实用新型要求的保护范围之中。

本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置的最大优势，在于能够实现在施工现场精确地调整摆式调谐质量阻尼器的固有频率，解决现有大型摆式调谐质量阻尼器的固有频率难于在工程现场进行准确调节的难题，其具有结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性好的特点。

实施例二

如图4所示本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，与实施例一的区别在于，调频弹簧3两两对应水平的对称布置在质量块2四周，调频弹簧3的通过长度调节装置与主体结构4相连。在摆式调谐质量阻尼器自然状态时，调频弹簧3处于预拉紧状态。所述长度调节装置由螺母5和螺纹杆件6组成。调频弹簧3与螺纹杆件6直接相连，利用螺母5将螺纹杆件6固定在主体结构4上。另外，本实施例中的质量块2的水平截面轮廓为矩形。

在摆式调谐质量阻尼器处于自然状态时，调频弹簧处于预拉紧状态，可防止调频弹簧因重力产生弯曲，同时保证调频弹簧刚度的线性特征。调频弹簧的端部通过长度调节装置与主体结构相连，利用长度调节装置可以方便地将调频弹簧拉紧或放松，从而方便地实现调频弹簧的安装和拆卸，增强操作灵活性，解决在使用大吨位的质量块和大刚度的调频弹簧时，不易安装调频弹簧并实现预拉紧状态的问题。所述长度调节装置的结构可以多种多样，典型的如本例所述可以利用相互配合的螺母和螺纹杆件实现，旋转螺母，改变螺母在螺纹杆件上的相对位置，就可以调整调频弹簧的预拉紧力，拉长或缩短调频弹簧，十分方便。

在摆式调谐质量阻尼器的固有频率需要进行调节时，与实施例一相似，可以通过更换不同刚度的调频弹簧3或调整调频弹簧3的数量来实现。

特别要指出的是，除了可以采用本例中所述调频弹簧的一端通过长度调节装置与主体结构相连的技术方案外，还可以采用调频弹簧的一端通过长度调节装置与质量块相连的技术方案，或者是调频弹簧两端同时设置长度调节装置分别与主体结构及质量块相连，都可以实现相似的效果；此外，长度调节装置中的螺母也可以与调频弹簧相连，将螺纹杆件设置在主体结构上，当然，对于调频弹簧与质量块之间设置长度调节装置中也是如此，都是基于本例所述的技术原理，在此不一一附图给予说明，仅以文字给予说明，都在本实用新型要求的保护范围之中。

本实用新型摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置具有空间结构紧凑，性能稳定等特点，其可以有效解决现有大型摆式调谐质量阻尼器的固有频率难于在工程现场进行准确调节的难题，市场应用前景十分广阔。此外，本实用新型中的实施例仅为更好说明本实用新型的技术方案，并不应视为对本实用新型的限制，其中许多实施例中的技术特征也可以交叉使用。基于本实用新型的技术原理，本领域技术人员可以对上述实施例所述技术方案重新进行组合或利用同类技术对其中某些元件进行简单替换，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，包括调频弹簧，其特征在于调频弹簧水平设置在摆式调谐质量阻尼器的质量块与主体结构之间，调频弹簧对称布置在质量块的两侧或者均匀分布在质量块的四周，调频弹簧一端联接质量块，另一端联接主体结构，调频弹簧处于预拉紧状态。

2.根据权利要求1所述的摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，其特征在于质量块上设有至少二个与调频弹簧联接的联接结构。

3.根据权利要求1—2中任一权利要求所述的摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，其特征在于调频弹簧的端部通过长度调节装置与主体结构或/和质量块相连。

4.根据权利要求3所述的摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置，其特征在于所述长度调节装置由螺母和螺纹杆件构成。

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