CN205444535U - 新型调谐质量阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型调谐质量阻尼器，包括顶板、底板及质量块，顶板和质量块中部设置有装配孔，装配孔内设置有活塞型粘弹性阻尼器；顶板和质量块设置有四个以装配孔圆心对称布置调节孔，调节孔顶面装配有外部盖板，调节孔内设置有由串联弹簧构成的弹性装置，弹性装置位于外部盖板与底板之间。本实用新型为了使其适应低振动频率的使用工况，将弹性装置通过弹簧串联而成，同等条件下，相比于由弹簧单体单独构成的弹性装置，在弹性装置整体刚度不变的状况下，能增大弹簧单体的刚度，减小弹簧单体长度，更便于弹簧制造与安装，可广泛应用于建筑结构和桥梁的减震。

Description

新型调谐质量阻尼器

技术领域

本实用新型涉及于土木结构振动控制领域，具体地指一种新型调谐质量阻尼器。

背景技术

随着城市高速发展和人居环境的不断改善,许多城市的主干道修建了人行过街天桥,以保证交通通畅和过往行人的安全。这些人行天桥通常跨度较大(超过40m),结构形式为单跨简支梁,自振频率为2～3Hz。而统计结果表明,人步行的频率大约为2Hz左右,因此,当人在天桥上行走时,容易出现竖向共振。这种振动不仅会在桥梁内部产生损伤从而缩短天桥的使用寿命,而且当振动超过人体的舒适度标准后,还会引起行人的恐慌,影响天桥的正常使用。为避免共振,常规的设计方法是通过安装调谐质量阻尼器来调整天桥的自振频率,使其尽量远离行人的步行频率，能很好的吸收振动产生的能量，以满足实际使用的舒适度要求。调谐质量阻尼器(TunedMassDamper,简称TMD)是一种典型的减振控制装置,在建筑结构的抗震和抗风领域有着广泛的应用。

目前，市场上常用的TMD阻尼器有的不能很好的吸收振动能量、有的存在阻尼漏油之类的现象，而国外市场上同类阻尼器，加工精度要求很高，造价昂贵。

另外，比较常用的TMD阻尼器主要由质量块、粘弹性阻尼器、底板和四个弹簧组成，该TMD阻尼器主要用于振动频率较高的人行天桥和高层建筑，对于振动频率较低的工况(例如人行天桥)采用这种结构不容易实现调整自振频率的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种适应低频率工况的新型调谐质量阻尼器。

本实用新型的技术方案为：一种新型调谐质量阻尼器，包括顶板、底板及位于所述顶板和底板之间的质量块，所述质量块顶部固定设置在所述顶板底部，所述质量块底部与所述底板顶部之间具有缓冲区域，其特征在于：所述顶板和质量块中部设置有同轴贯通的装配孔，所述装配孔内设置有活塞型粘弹性阻尼器，所述粘弹性阻尼器底部固定设置在所述底板顶面，所述粘弹性阻尼器的活塞杆上设置有装配在装配孔顶面上的中部盖板；所述顶板和质量块设置有四个以装配孔圆心对称布置并贯通的调节孔，所述调节孔顶面装配有外部盖板，所述调节孔内设置有由弹簧串联而成的弹性装置，所述弹性装置位于所述外部盖板与所述底板之间。

进一步地，所述调节孔内壁从上至下依次设置有上定位套、若干个中定位套和下定位套，所述上定位套固定设置在所述调节孔内壁，所述上定位套连接在所述外部盖板底部，所述中定位套沿所述调节孔内壁轴向移动，所述中定位套内壁沿径向设置有用于与所述弹簧连接的支持板，所述下定位套固定设置在所述底板顶面。

所述弹簧内部穿设有导向杆，所述外部盖板、支持板设置有被所述导向杆穿过的导向孔。

所述导向孔与所述导向杆之间设置有导向套。

所述导向孔顶面设置有止口，所述导向套设置有搭接在所述止口上的翻边。

所述导向杆顶部设置有限位板，所述限位板边沿均突出所述导向杆顶面。

所述弹性装置包括单体弹簧，所述单体弹簧上固定套装在多个抱箍内，所述抱箍固定设置在所述调节孔内壁上。

所述抱箍为两个相互匹配的半圆弧板对接而成，一个所述半圆弧板两端设置有插接孔，另一个所述半圆弧板两端设置有插设在所述插接孔内的插接杆。

本实用新型的一种新型调谐质量阻尼器，为了使其适应低振动频率的使用工况，将弹性装置通过弹簧串联而成，同等条件下，相比于由弹簧单体单独构成的弹性装置，在弹性装置整体刚度不变的状况下，能增大弹簧单体的刚度，减小弹簧单体长度，更便于弹簧制造与安装，可广泛应用于建筑结构和桥梁的减震。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为限位板的布置示意图；

图4为弹簧设置在抱箍内的结构示意图；

图5为抱箍结构俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参考图1及图2，本实施例的一种新型调谐质量阻尼器，包括顶板2、底板7及位于顶板2和底板7之间的质量块4，质量块4顶部通过螺栓固定设置在顶板2底部，质量块4与顶板2形成整体式结构，质量块4底部与底板7顶部之间具有缓冲区域。

本实施例的顶板2和质量块4中部设置有同轴贯通的装配孔8，装配孔8内设置有活塞型粘弹性阻尼器3，粘弹性阻尼器3底部通过螺栓固定设置在底板7顶面，粘弹性阻尼器3的活塞杆上设置有通过螺栓装配在装配孔8顶面上的中部盖板9；顶板2和质量块4设置有四个以装配孔8圆心对称布置并贯通的调节孔10，调节孔10顶面通过螺栓装配有外部盖板11，调节孔10内设置有弹性装置，弹性装置位于外部盖板11与底板7之间。

为了使本实施例的新型调谐质量阻尼器适应低振动频率的使用工况，将弹性装置通过弹簧串联而成。根据频率公式其中f为调谐质量阻尼器的振动频率，k为弹簧的刚度，m为质量块质量，当质量块质量m为定值时，频率f越低时，弹簧的刚度k越小。根据牛顿力学公式mg＝kh,其中g为重力加速度，h为弹簧在质量块重力作用下的压缩量，当质量块重量m为定值时，刚度k越小，压缩量h越大，弹簧的压缩量h越大，需要的弹簧长度越长，弹簧越容易失稳。本实施例将弹性装置通过弹簧串联，同等条件下，相比于由弹簧单体单独构成的弹性装置，在弹性装置整体刚度不变的状况下，能增大弹簧单体的刚度，减小弹簧单体长度，更便于弹簧制造与安装。

本实施例在调节孔10内壁从上至下依次设置有上定位套12、若干个中定位套13和下定位套14，上定位套12固定设置在调节孔10内壁，上定位套12连接在外部盖板11底部，与外部盖板11成整体式结构；中定位套13沿调节孔10内壁轴向移动，中定位套13内壁沿径向设置有支持板15，支持板15用于与弹簧5端部的连接；下定位套14固定设置在底板7顶面，与底板7成整体式结构。

另外，本实施例在弹簧5内部穿设有导向杆6，外部盖板11、支持板15均设置有被导向杆6穿过的导向孔。通过导向杆6、上定位套12、若干个中定位套13和下定位套14的设置，使弹性装置只能沿调节孔10轴向活动，以利于弹性装置和整个调谐质量阻尼器系统的稳定性。

本实施例在导向孔与导向杆6之间设置有防止磨损并可更换的导向套1，导向孔顶面设置有止口，导向套1设置有搭接在止口上的翻边，翻边通过螺钉固定在止口上，使导向套1与导向孔固定连接件。

参考图3，为了防止顶板2和质量块4向上移动时窜出导向杆6，可以在导向杆6顶部通过螺栓设置限位板16，限位板16边沿均突出导向杆6顶面，以杜绝上述现象的发生，保证安全。

参考图4，本实施例的弹性装置还可以只包括单体弹簧17，单体弹簧17上固定套装在多个抱箍18内，抱箍18固定设置在调节孔10内壁上。单体弹簧17与抱箍18固定区域不进行形变，可以采用焊接的方式将二者连接，使单体弹簧17形成被抱箍18分割而成并串联的弹簧节段，单体弹簧17与抱箍18固定区域作为弹簧节段串联的连接件，也可以达到上述目的。

参考图5，本实施例的抱箍18为两个相互匹配的半圆弧板18.1对接而成，一个半圆弧板18.1两端设置有插接孔18.2，另一个半圆弧板18.1两端设置有插接杆18.3，通过插接孔18.2和插接杆18.3的相互配合，使两个半圆弧板18.1形成一个整体式抱箍18。

本实施例所描述的新型调谐质量阻尼器，其构造简单，安装方便，造价低廉，且耗能效果明显，可广泛应用于建筑结构和桥梁的减震。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种新型调谐质量阻尼器，包括顶板(2)、底板(7)及位于所述顶板(2)和底板(7)之间的质量块(4)，所述质量块(4)顶部固定设置在所述顶板(2)底部，所述质量块(4)底部与所述底板(7)顶部之间具有缓冲区域，其特征在于：所述顶板(2)和质量块(4)中部设置有同轴贯通的装配孔(8)，所述装配孔(8)内设置有活塞型粘弹性阻尼器(3)，所述粘弹性阻尼器(3)底部固定设置在所述底板(7)顶面，所述粘弹性阻尼器(3)的活塞杆上设置有装配在装配孔(8)顶面上的中部盖板(9)；所述顶板(2)和质量块(4)设置有四个以装配孔(8)圆心对称布置并贯通的调节孔(10)，所述调节孔(10)顶面装配有外部盖板(11)，所述调节孔(10)内设置有由弹簧(5)串联而成的弹性装置，所述弹性装置位于所述外部盖板(11)与所述底板(7)之间。

2.根据权利要求1所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述调节孔(10)内壁从上至下依次设置有上定位套(12)、若干个中定位套(13)和下定位套(14)，所述上定位套(12)固定设置在所述调节孔(10)内壁，所述上定位套(12)连接在所述外部盖板(11)底部，所述中定位套(13)沿所述调节孔(10)内壁轴向移动，所述中定位套(13)内壁沿径向设置有用于与所述弹簧(5)连接的支持板(15)，所述下定位套(14)固定设置在所述底板(7)顶面。

3.根据权利要求2所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述弹簧(5)内部穿设有导向杆(6)，所述外部盖板(11)、支持板(15)设置有被所述导向杆(6)穿过的导向孔。

4.根据权利要求3所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述导向孔与所述导向杆(6)之间设置有导向套(1)。

5.根据权利要求4所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述导向孔顶面设置有止口，所述导向套(1)设置有搭接在所述止口上的翻边。

6.根据权利要求3所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述导向杆(6)顶部设置有限位板(16)，所述限位板(16)边沿均突出所述导向杆(6)顶面。

7.根据权利要求1所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述弹性装置包括单体弹簧(17)，所述单体弹簧(17)上固定套装在多个抱箍(18)内，所述抱箍(18)固定设置在所述调节孔(10)内壁上。

8.根据权利要求7所述的新型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述抱箍(18)为两个相互匹配的半圆弧板(18.1)对接而成，一个所述半圆弧板(18.1)两端设置有插接孔(18.2)，另一个所述半圆弧板(18.1)两端设置有插设在所述插接孔(18.2)内的插接杆(18.3)。