EP1800020A1 - Device for damping vibrations in a building - Google Patents

Device for damping vibrations in a building

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Publication number
EP1800020A1
EP1800020A1 EP05787249A EP05787249A EP1800020A1 EP 1800020 A1 EP1800020 A1 EP 1800020A1 EP 05787249 A EP05787249 A EP 05787249A EP 05787249 A EP05787249 A EP 05787249A EP 1800020 A1 EP1800020 A1 EP 1800020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping
actuator
building
movement
mass
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05787249A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Starossek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soletanche Freyssinet SA
Original Assignee
Technische Universitaet Hamburg TUHH
Tutech Innovation GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Hamburg TUHH, Tutech Innovation GmbH filed Critical Technische Universitaet Hamburg TUHH
Publication of EP1800020A1 publication Critical patent/EP1800020A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04Bearings; Hinges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04Bearings; Hinges
    • E01D19/042Mechanical bearings
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/1005Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/1022Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the linear oscillation movement being converted into a rotational movement of the inertia member, e.g. using a pivoted mass

Definitions

  • the invention relates to a device for damping oscillatory movements in a building, in particular in a bridge.
  • the passive vibration damping refers essentially to structural measures, such as increasing the Torsionssteif ⁇ gkeit the carrier or the addition of additional stay cables. It is also known to provide passively oscillating additional masses, so-called absorbers, as passive vibration damping in the narrower sense.
  • the active vibration dampers can be divided into active mechanical and active aerodynamic vibration dampers.
  • the latter are based on the approach of suitably modifying the flow field forming the bridge carrier so as to achieve a stabilizing effect.
  • the torsional vibration of the bridge girder is checked by an additionally applied torsional moment.
  • the additional torsional moment is generated by horizontally displaceable damper masses in the bridge girder.
  • the devices mentioned have the disadvantage among others a relatively large energy requirement and thus reduced reliability.
  • the invention has for its object to provide a damper device for damping a vibrational motion to provide better than known devices, with high reliability with simple means and the lowest possible use of energy occurring vibration conditions due to self-induced and / or externally induced excitation attenuate and suppress Stability, durability and usability thus can improve.
  • the erfmdungshacke device for damping oscillatory movements in a building and / or structure has at least one pair of mass bodies, which are arranged on opposite sides of a randomly oriented in space rotation or vibration axis.
  • the axis of rotation or oscillation in this case runs through the building and / or supporting structure in such a way that the oscillation movement to be damped at least with a substantial part about this axis he follows.
  • the mass bodies are attached to the ends of a beam which is rotatably mounted about the axis of rotation or vibration. In order to move the beam around a bearing, this is preferably a pivoting or rotational movement, an actuator is provided, which acts on the beam.
  • At least one sensor connected to the control is provided, the position and / or movement of the building in the translational and rotational degrees of freedom detected, in particular, a sensor may be provided for detecting the corresponding accelerations. Based on the applied sensor data, the controller can then determine both amplitude, and frequency and phase of a movement of the bar or specify this directly in the time domain.
  • one or more sensors may additionally be provided which detect the position and / or movement of the bar and pass it on to the controller.
  • acceleration sensors can be provided as motion sensors.
  • a spring element and / or a damper element is additionally coupled to the beam in order to match the movements of the beam and its natural frequencies to those of the structure or the structure.
  • the actuator can be decoupled from the additionally provided with spring and / or damper element beams, for example, in case of failure of the drive still to achieve a passive damping effect, or to save energy in times of small vibration excitation forces.
  • the device according to the invention can then also be regarded as a turntable and be designed accordingly.
  • the beam with the mass bodies is arranged in a container which provides fastening means for connection to a building or supporting structure.
  • a "mobile" damper device makes it possible, in particular, to achieve vibration damping even during construction on the supporting structure, and the position of the damping device can be adapted in accordance with the progress made in the construction and the statics which change with it.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a longitudinal axis of a bridge girder
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the damping device in Brückenquer ⁇ cut and Fig. 3, the damping device in a container.
  • Fig. 1 shows a cross section through a bridge carrier hollow box 10, in the center of a bearing base 12 is arranged.
  • a beam 14 is rotatably supported via a bearing 16.
  • two bodies 18 are attached to a mass m.
  • the mass m of the body 18 is equal. However, this is by no means necessary. In buildings in which not only rotational vibrations, but also translational vibrations occur, such as in buildings under seismic action, it is also conceivable to use mass body with different weights. Likewise, it is conceivable to arrange the two mass bodies at different distances from the bearing pedestal, thus to support the beam asymmetrically with respect to the bearing pedestal.
  • the mass body 18 are pivoted in the direction 20 or rotated.
  • the pivot or rotation angle can be limited by suitable means (not shown) or be of unlimited size, in the latter case, a rotational movement is considered.
  • Fig. 1 further shows an actuator 22, which can operate, for example, electrically, pneumatically or hydraulically to move the beam 14. In the case of a rotational movement of the actuator is in the axis of rotation of the beam.
  • the actuator 22 is controlled by a control device 24 shown schematically.
  • the control device 24 is connected to two sensors 26, which measure the acceleration of the structure.
  • the acceleration values are forwarded to the controller 24 and serve to determine the vibration states and to control the actuator 22 with a corresponding counterphase.
  • FIG. 2 shows a further development of the damping device from FIG. 1, in which case the same elements have been identified with the same reference numerals.
  • the balance beam 14 is still coupled to a spring element 28 and a damper element 29.
  • spring and damper element are shown only schematically.
  • two or more damper elements can be distributed along the balance beam.
  • Fig. 3 shows essentially the damping device of Fig. 2 in a container 30 which is fixed to the bridge girder
  • the container 30 may be, for example, a standard 40 'container that is detachably connected to the bridge girder 10.

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Abstract

The aim of the invention is to create a device for damping vibrations, which can dampen and eliminate vibrational states better than previously known devices by being excited in a self-induced or externally induced manner, thus improving stability, durability, and usability while providing great reliability and using simple means and as little energy as possible. Said aim is achieved by a device for damping vibrations in a building, which comprises the following: at least one couple of mass elements (18) that are disposed on opposite sides of a rotating pin or swivel pin (16) around which the vibration is dampened. The mass elements are fixed to the ends of a beam (14) that is mounted so as to be rotatable about the rotating pin or swivel pin. The rotations or vibrations of the beam are predefined or influenced actively by means of an actuator (22) and/or passively by means of spring elements and/or damping elements.

Description

Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen bei einem Bauwerk Device for damping oscillatory motion in a building
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen bei einem Bauwerk, insbesondere bei einer Brücke.The invention relates to a device for damping oscillatory movements in a building, in particular in a bridge.
Es besteht das Bedürfnis nach immer größeren Spannweiten im Brückenbau. So besitzt beispielsweise die Ende der 90er Jahre in Japan errichtete Akashi Kaikyo Brücke eine Spannweite von fast 2000 m. Die für die Überquerung der Meerenge von Messina in Italien geplante Brücke soll eine Spannweite von über 3 km besitzen. Mit diesen extremen Brückenlängen rückt zunehmends die Problematik der Schwingungsanfälligkeit dieser Bauwerke in den Vordergrund. Bei der Auslegung weit gespannter Brückenträger ist ein besonders wichtiger Effekt die sogenannte Flatterstabilität der Brücke. Hierbei handelt es sich um ein aeroelastisches Phänomen, bei dem selbstinduzierte, gekoppelte Biege- und Torsionsschwingungen oder entkoppelte Torsionsschwingungen des Brückenträgers auftreten. Bei selbstinduzierten Schwingungen handelt es sich im Gegensatz zu sogenannten fremdinduzierten Schwingungen, die beispielsweise durch Windböen oder durch periodische Wirbelablösungen hervorgerufen werden, um Erregerkräfte, die durch eine Verschiebung der Brücke hervorgerufen werden. Die an dem Bauwerk angreifenden Luftkräfte beeinflussen die dynamischen Eigenschaften des aero- elastischen Gesamtsystems, also insbesondere Steifigkeit und Dämpfungsparameter. Diese Änderungen treten auch bei zeitlich konstanter Windgeschwindigkeit auf. Erreicht die Windgeschwindigkeit einen bestimmten kritischen Wert, wird die Dämpfung des Brückenträgers aufgehoben. Bei einem weiteren Anwachsen der Windgeschwindigkeit kann ein System mit negativer Gesamtdämpfung auftreten, bei der eine kleine Initialverschiebung zu einer anwachsenden Schwingung mit nahezu unbegrenzter Amplitude und so zum Versagen des Brückentragwerks führt. Die kritische Windgeschwindigkeit (Ucr) ist der strukturelle Kennwert für die Flatterstabilität von Brücken. Es ist bekannt, daß Ucr mit abnehmender Steifigkeit und Dämpfung der Brücke abnimmt. Gerade Brücken mit einer großen Spannweite besitzen jedoch eine geringe Steifigkeit, so daß für diese das Problem des Flatterns auftritt.There is a need for ever larger spans in bridge construction. For example, in the late 1990s, the Akashi Kaikyo Bridge, built in Japan, has a span of nearly 2000 meters. The bridge planned to cross the strait of Messina in Italy will have a span of over 3 km. With these extreme bridge lengths, the problem of the susceptibility to vibration of these structures is increasingly coming to the fore. In the design of wide-span bridge girders, a particularly important effect is the so-called chipping stability of the bridge. This is an aeroelastic phenomenon in which self-induced, coupled bending and torsional vibrations or decoupled torsional vibrations of the bridge girder occur. Self-induced vibrations, in contrast to so-called externally induced vibrations, which are caused for example by gusts of wind or by periodic vortex shedding, are excitation forces, which are caused by a displacement of the bridge. The air forces acting on the structure influence the dynamic properties of the aeroelastic overall system, ie in particular stiffness and damping parameters. These changes occur even at constant wind speed. If the wind speed reaches a certain critical value, the damping of the bridge carrier is canceled. As wind speed continues to increase, a system with negative overall attenuation may occur in which a small initial displacement results in an increasing vibration of nearly unlimited amplitude, thus failing the bridge structure. The critical wind speed (Ucr) is the structural characteristic for the flutter stability of bridges. It is known that Ucr decreases with decreasing stiffness and damping of the bridge. Straight bridges with a large span, however, have a low rigidity, so that the problem of fluttering occurs for them.
Zur Stabilisierung flattergefährdeter Brückenträger können verschiedene schwingungsdärnpfende Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt werden. Grundsätzlich lassen sich hierbei aktive und passive Verfahren unterscheiden. Die passive Schwingungsdämpfung bezieht sich im wesentlichen auf strukturelle Maßnahmen, wie beispielsweise die Erhöhung der Torsionssteifϊgkeit des Trägers oder das Hinzufügen von zusätzlichen Schrägseilen. Auch ist es bekannt, als passive Schwingungsdämpfung im engeren Sinne passiv schwingende Zusatzmassen, sogenannte Tilger, vorzusehen.To stabilize fly-endangered bridge girders various vibration damping methods and devices can be used. In principle, active and passive methods can be distinguished. The passive vibration damping refers essentially to structural measures, such as increasing the Torsionssteifϊgkeit the carrier or the addition of additional stay cables. It is also known to provide passively oscillating additional masses, so-called absorbers, as passive vibration damping in the narrower sense.
Die aktiven Schwingungsdämpfer lassen sich in aktive mechanische sowie aktive aerodynamische Schwingungsdämpfer unterscheiden. Die Letztgenannten beruhen auf dem Ansatz, das sich um den Brückenträger ausbildende Strömungsfeld geeignet zu modifizieren, um so eine stabilisierende Wirkung zu erzielen. Beispielsweise können an dem Brückenträger seitlich Klappen vorgesehen sein, die so in den Wind gestellt werden, daß durch die vorbeiströmende Luft eine stabilisierende Kraft ausgeübt wird. Bei der aktiven mechanischen Flatterkontrolle erfolgt eine Kontrolle beispielsweise der Torsionsschwingung des Brückenträgers durch ein zusätzlich aufgebrachtes Torsionsmoment. Zu einer Ausgestaltung wird durch horizontal verschiebbare Dämpfermassen im Brückenträger das zusätzliche Torsionsmoment erzeugt. Es gibt auch Überlegungen, durch eine im Zentrum des Brückenquerschnitts rotierende Massen ein stabilisierendes Drehmoment für die Brückenträger zu erzeugen. Die genannten Vorrichtungen haben u.a. den Nachteil eines verhältnismäßig großen Energiebedarfs und dadurch verminderter Betriebssicherheit.The active vibration dampers can be divided into active mechanical and active aerodynamic vibration dampers. The latter are based on the approach of suitably modifying the flow field forming the bridge carrier so as to achieve a stabilizing effect. For example, can be provided on the bridge girder side flaps, which are placed in the wind that a stabilizing force is exerted by the passing air. In the case of the active mechanical flutter control, for example, the torsional vibration of the bridge girder is checked by an additionally applied torsional moment. For an embodiment, the additional torsional moment is generated by horizontally displaceable damper masses in the bridge girder. There are also considerations to create a stabilizing torque for the bridge girders by means of a mass rotating in the center of the bridge cross-section. The devices mentioned have the disadvantage among others a relatively large energy requirement and thus reduced reliability.
Neben dem vorbeschriebenen kritischen Phänomen des Flatterns bei Brücken treten ähnliche Schwingungsphänomene auch bei Gebäuden auf, wo diese dann als Galloping bezeichnet werden. Neben diesen die Standfestigkeit gefährdenden Schwingungsphänomenen, treten bei Bau- und Tragwerken auch durch Wind, Verkehr, Erdbeben und weitere äußere Einflüsse fremdinduzierte Schwingungen auf, die sowohl die Gebrauchsfähigkeit als auch die Standsicherheit beeinträchtigen können, und die ebenfalls zu dämpfen und zu unterdrücken sind.In addition to the above-described critical phenomenon of fluttering in bridges, similar vibrational phenomena also occur in buildings, where these are then referred to as galloping. In addition to these vibrational phenomena endangering stability, construction-related and structural structures also involve wind, traffic, earthquakes and other external influences, causing externally induced vibrations which can impair both their usability and stability, and which must also be damped and suppressed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfervorrichtung zur Dämpfung einer Schwingungsbewegung bereit zu stellen, die, besser als bekannte Vorrichtungen, bei hoher Betriebssicherheit mit einfachen Mitteln und möglichst geringem Energieeinsatz auftretende Schwingungszustände infolge selbst- und/oder fremdinduzierter Anregung dämpfen und unterdrücken, und die Standsicherheit, Dauerhaftigkeit und Gebrauchsfähigkeit somit verbessern kann.The invention has for its object to provide a damper device for damping a vibrational motion to provide better than known devices, with high reliability with simple means and the lowest possible use of energy occurring vibration conditions due to self-induced and / or externally induced excitation attenuate and suppress Stability, durability and usability thus can improve.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unter¬ ansprüche 2 bis 11.According to the invention the object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments form the subject-matter of sub-claims 2 to 11.
Die erfmdungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen bei einem Bau- und/oder Tragwerk besitzt mindestens ein Paar von Massekörpern, die auf gegenüberliegenden Seiten einer im Raum beliebig orientierten Dreh- oder Schwingungsachse angeordnet sind. Die Dreh- oder Schwingungsachse verläuft hier derart durch das Bau- und/oder Tragwerk, daß die zu dämpfende Schwingungsbewegung zumindest mit einem wesentlichen Teil um diese Achse erfolgt. Die Massekörper sind an den Enden eines Balkens befestigt, der um die Dreh- oder Schwingungsachse drehbar gelagert ist. Um den Balken um ein Lager zu bewegen, hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Schwenk- oder Rotationsbewegung, ist ein Aktuator vorgesehen, der an dem Balken angreift. Bei einer Schwingungsbewegung des Bau- und/oder Tragwerks wird der Balken mit den Massekörpern durch den Aktuator in eine schwingende Schwenkbewegung oder in eine Rotationsbewegung versetzt. Bei einer geeigneten Abstimmung der Trägheitsmomente und der Bewegung tritt durch den Balken mit den Massekörpern eine schwingungsdämpfende Wirkung ein.The erfmdungsgemäße device for damping oscillatory movements in a building and / or structure has at least one pair of mass bodies, which are arranged on opposite sides of a randomly oriented in space rotation or vibration axis. The axis of rotation or oscillation in this case runs through the building and / or supporting structure in such a way that the oscillation movement to be damped at least with a substantial part about this axis he follows. The mass bodies are attached to the ends of a beam which is rotatably mounted about the axis of rotation or vibration. In order to move the beam around a bearing, this is preferably a pivoting or rotational movement, an actuator is provided, which acts on the beam. In a vibratory motion of the construction and / or structure of the beam is offset with the mass bodies by the actuator in a swinging swinging motion or in a rotational movement. With a suitable coordination of the moments of inertia and the movement occurs by the beam with the mass bodies, a vibration damping effect.
Für eine wirkungsvolle Ansteuerung des Akruators ist mindestens ein mit der Steuerung verbundener Sensor vorgesehen, der Lage und/oder Bewegung des Bauwerks in den Translations- und Rotationsfreiheitsgraden erfaßt, insbesondere kann ein Sensor zur Erfassung der entsprechenden Beschleunigungen vorgesehen sein. Anhand der anliegenden Sensordaten kann die Steuerung dann sowohl Amplitude, als auch Frequenz und Phasenlage einer Bewegung des Balkens bestimmen oder diese direkt im Zeitbereich vorgeben.For effective control of the Akruators at least one sensor connected to the control is provided, the position and / or movement of the building in the translational and rotational degrees of freedom detected, in particular, a sensor may be provided for detecting the corresponding accelerations. Based on the applied sensor data, the controller can then determine both amplitude, and frequency and phase of a movement of the bar or specify this directly in the time domain.
Für eine Regelung der Balkenbewegung können zusätzlich auch ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, die die Lage und/oder Bewegung des Balkens erfassen und an die Steuerung weiterleiten. Auch hier können als Bewegungssensoren Beschleunigungssensoren vorgesehen sein.For controlling the movement of the bars, one or more sensors may additionally be provided which detect the position and / or movement of the bar and pass it on to the controller. Here too, acceleration sensors can be provided as motion sensors.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zusätzlich ein Federelement und/oder ein Dämpferelement mit dem Balken gekoppelt, um die Bewegungen des Balkens und dessen Eigenfrequenzen auf die des Tragwerks bzw. des Bauwerks abzustimmen. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Aktuator von dem zusätzlich mit Feder- und/oder Dämpferelement versehenen Balken entkoppelt werden, um beispielsweise bei einem Ausfall des Antriebs immer noch eine passive Dämpfungswirkung zu erzielen, oder um, in Zeiten kleiner schwingungsanregender Kräfte, Energie zu sparen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dann auch als Drehtilger angesehen werden und dementsprechend ausgelegt werden.In a preferred embodiment, a spring element and / or a damper element is additionally coupled to the beam in order to match the movements of the beam and its natural frequencies to those of the structure or the structure. In a preferred embodiment, the actuator can be decoupled from the additionally provided with spring and / or damper element beams, for example, in case of failure of the drive still to achieve a passive damping effect, or to save energy in times of small vibration excitation forces. The device according to the invention can then also be regarded as a turntable and be designed accordingly.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Balken mit den Massekörpern in einem Container angeordnet, der Befestigungsmittel zur Verbindung mit einem Bau- oder Tragwerk versieht. Eine solche „mobile" Dämpfereinrichtung erlaubt es insbesondere, auch während des Baus an dem Tragwerk bereits eine Schwingungsdämpfung zu erzielen. Entsprechend den Fortschritten beim Bau und der sich damit verändernden Statik kann die Position der Dämpfungsvorrichtung angepaßt werden.In a preferred embodiment, the beam with the mass bodies is arranged in a container which provides fastening means for connection to a building or supporting structure. Such a "mobile" damper device makes it possible, in particular, to achieve vibration damping even during construction on the supporting structure, and the position of the damping device can be adapted in accordance with the progress made in the construction and the statics which change with it.
Als besonders vorteilhaft hat es sich ebenfalls herausgestellt, Bau- oder Tragwerke mit mehreren der beschriebenen Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung zu versehen. Bevorzugt kann die Ansteuerung der Aktuatoren der Vorrichtungen koordiniert erfolgen, wobei hier das räumliche S chwingungs verhalten des Bau- oder Tragwerks berücksichtigt werden kann.To be particularly advantageous, it has also been found to provide structures or structures with several of the devices described for vibration damping. Preferably, the control of the actuators of the devices can be carried out coordinated, in which case the spatial behavior of the building structure or structure can be taken into account.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the device according to the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Längsachse eines Brückenträgers,1 shows a schematic section through a longitudinal axis of a bridge girder,
Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der Dämpfungsvorrichtung im Brückenquer¬ schnitt und Fig. 3 die Dämpfungsvorrichtung in einem Container.Fig. 2 shows a further embodiment of the damping device in Brückenquer¬ cut and Fig. 3, the damping device in a container.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Brückenträgerhohlkasten 10, in dem mittig ein Lagersockel 12 angeordnet ist. Auf dem Lagersockel 12 ist ein Balken 14 über ein Lager 16 drehbar gelagert. An den Enden des Balkens 14 sind zwei Körper 18 mit einer Masse m befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Masse m der Körper 18 gleich groß. Dies ist jedoch keineswegs notwendig der Fall. Bei Bauwerken, bei denen nicht nur Rotationsschwingungen, sondern auch Translationsschwingungen auftreten, wie beispielsweise bei Gebäuden unter Erdbebeneinwirkung, ist es auch denkbar, Massekörper mit unterschiedlichem Gewicht einzusetzen. Ebenso ist es denkbar, die beiden Massekörper unterschiedlich weit vom Lagersockel anzuordnen, den Balken also asymmetrisch zum Lagersockel zu lagern. Um das Lager 16 werden die Massekörper 18 in Richtung 20 verschwenkt oder gedreht. Der Schwenk- oder Drehwinkel kann durch geeignete Mittel (nicht dargestellt) beschränkt werden oder unbeschränkt groß sein, wobei im letzteren Fall auch eine Rotationsbewegung in Betracht kommt.Fig. 1 shows a cross section through a bridge carrier hollow box 10, in the center of a bearing base 12 is arranged. On the bearing base 12, a beam 14 is rotatably supported via a bearing 16. At the ends of the beam 14, two bodies 18 are attached to a mass m. In the illustrated embodiment, the mass m of the body 18 is equal. However, this is by no means necessary. In buildings in which not only rotational vibrations, but also translational vibrations occur, such as in buildings under seismic action, it is also conceivable to use mass body with different weights. Likewise, it is conceivable to arrange the two mass bodies at different distances from the bearing pedestal, thus to support the beam asymmetrically with respect to the bearing pedestal. To the bearing 16, the mass body 18 are pivoted in the direction 20 or rotated. The pivot or rotation angle can be limited by suitable means (not shown) or be of unlimited size, in the latter case, a rotational movement is considered.
Fig. 1 zeigt ferner einen Aktuator 22, der beispielsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten kann, um den Balken 14 zu bewegen. Im Falle einer Rotationsbewegung liegt der Aktuator in der Drehachse des Balkens.Fig. 1 further shows an actuator 22, which can operate, for example, electrically, pneumatically or hydraulically to move the beam 14. In the case of a rotational movement of the actuator is in the axis of rotation of the beam.
Angesteuert wird der Aktuator 22 von einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung 24. Die Steuereinrichtung 24 ist mit zwei Sensoren 26 verbunden, die die Beschleunigung des Tragwerks messen. Die Beschleunigungswerte werden an die Steuerung 24 weitergeleitet und dienen dazu, die Schwingungszustände zu bestimmen und den Aktuator 22 mit einer entsprechenden Gegenphase anzusteuern. Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der Dämpfungsvorrichtung aus Fig. 1, wobei hier gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wurden.The actuator 22 is controlled by a control device 24 shown schematically. The control device 24 is connected to two sensors 26, which measure the acceleration of the structure. The acceleration values are forwarded to the controller 24 and serve to determine the vibration states and to control the actuator 22 with a corresponding counterphase. FIG. 2 shows a further development of the damping device from FIG. 1, in which case the same elements have been identified with the same reference numerals.
Zusätzlich zu dem Aktuator 22 ist der Waagebalken 14 noch mit einem Federelement 28 und einem Dämpferelement 29 gekoppelt. In Fig. 2 sind Feder- und Dämpferelement nur schematisch eingezeichnet. Selbstverständlich ist es möglich, auch zwei oder mehr Federn entlang dem Waagebalken zu verteilen, wobei sich dann die einzelnen Federnkonstanten in ihrer D ämpfungs Wirkung zu der in Fig. 2 dargestellten Federkonstanten addieren oder eine Drehfeder in der Drehachse anzuordnen. Ebenso können auch zwei oder mehr Dämpferelemente entlang dem Waagebalken verteilt werden.In addition to the actuator 22, the balance beam 14 is still coupled to a spring element 28 and a damper element 29. In Fig. 2 spring and damper element are shown only schematically. Of course, it is possible to distribute two or more springs along the balance beam, in which case the individual spring constants add in their D attenuation effect to the spring constants shown in Fig. 2 or to arrange a torsion spring in the axis of rotation. Likewise, two or more damper elements can be distributed along the balance beam.
Fig. 3 zeigt im wesentlichen die Dämpfungsvorrichtung aus Fig. 2 in einem Container 30, der an dem Brückenträger 10 befestigt ist. Bei dem Container 30 kann es sich beispielsweise um einen 40'-Standardcontainer handeln, der lösbar mit dem Brückenträger 10 verbunden ist. Fig. 3 shows essentially the damping device of Fig. 2 in a container 30 which is fixed to the bridge girder The container 30 may be, for example, a standard 40 'container that is detachably connected to the bridge girder 10.

Claims

A n s p r ü c h e: Claims:
1. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen bei einem Bauwerk, die folgendes aufweist: mindestens ein Paar von Massekörpern (18), die auf gegenüberliegendenA device for damping oscillatory motion in a structure, comprising: at least one pair of mass bodies (18) disposed on opposite sides
Seiten einer im Raum beliebig orientierten Drehachse angeordnet sind, um die die Dämpfung der Schwingungsbewegung erfolgt, wobei die Massekörper (18) an den Enden eines Balkens (14) befestigt sind, der um die Drehachse drehbar gelagert ist, wobei mindestens ein Aktuator (22) vorgesehen ist, der den Balken (14) um einSides of an arbitrarily oriented in space rotation axis are arranged around which the damping of the oscillatory motion takes place, wherein the mass body (18) are fixed to the ends of a beam (14) which is rotatably mounted about the rotation axis, wherein at least one actuator (22) is provided, the the beam (14) to a
Lager (16) bewegt.Bearing (16) moves.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (22) über eine Steuerung (24) derart angesteuert wird, daß eine auftretende Schwingungsbewegung gedämpft oder getilgt wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the actuator (22) via a controller (24) is driven such that an occurring vibration movement is damped or eradicated.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (26) vorgesehen ist, der Lage und/oder Bewegung des Bauwerks erfaßt und an die Steuerung (24) weiterleitet.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a sensor (26) is provided, the position and / or movement of the structure detected and forwarded to the controller (24).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zusätzlicher Sensor vorgesehen ist, der Lage und/oder Bewegung des Balkens (14) erfaßt und an die Steuerung (24) weiterleitet.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that at least one additional sensor is provided, detects the position and / or movement of the beam (14) and forwards to the controller (24).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens ein Federelement (28) und/oder ein Dämpferelement (29) mit dem Bauwerk und dem Balken (14) gekoppelt ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition at least one spring element (28) and / or a damper element (29) with the building and the beam (14) is coupled.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Massekörper in einem begrenzten Winkelintervall erfolgt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the movement of the mass body takes place in a limited angular interval.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, rückbezogen auf Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (22) von dem Balken (14) abgekoppelt werden kann.7. Apparatus according to claim 5 or claim 6, based on claim 5, characterized in that the actuator (22) can be decoupled from the beam (14).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (14) mit den Massekörpern (18) in einem Gehäuse (30) angeordnet ist, das mit Befestigungsmitteln zur lösbaren Verbindung mit dem Bauwerk versehen ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the beam (14) with the mass bodies (18) in a housing (30) is arranged, which is provided with fastening means for releasable connection to the building.
9. Bauwerk, das mit einer oder mehreren Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1-8 versehen ist.9. Building, which is provided with one or more devices according to one of claims 1-8.
10. Bauwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Vorrichtungen einen Aktuator (22) aufweisen, deren Ansteuerung koordiniert erfolgt.10. Structure according to claim 9, characterized in that at least two devices have an actuator (22) whose control is coordinated.
11. Bauwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Vorrichtung vor Fertigstellung des Bauwerks an oder in diesem angebracht ist und betrieben wird. 11. Structure according to claim 9 or 10, characterized in that at least one device is mounted before completion of the structure on or in this and is operated.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059189B4 (en) * 2006-12-15 2008-08-14 Tutech Innovation Gmbh Device for vibration control of a construction
DE102011109070B4 (en) 2011-07-30 2016-05-12 Tutech Innovation Gmbh Device and set of devices for controlling mechanical vibrations
DE202016005517U1 (en) 2016-09-12 2016-10-12 Esm Energie- Und Schwingungstechnik Mitsch Gmbh Devices and systems with elastic unbalance drive for modifying vibration states
CN106978933A (en) * 2017-02-27 2017-07-25 大连理工大学 A kind of active mass damping unit based on rotation excitation actuator
EP4025804B1 (en) * 2019-12-17 2023-02-15 Hitachi Energy Switzerland AG Tuned mass damper and system
CN111021230B (en) * 2020-01-07 2020-08-07 何元伟 Bridge separates shock attenuation mild steel damping device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372590A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-13 The Boeing Company Active control system and method for reducing engine noise and vibration
JPH05295927A (en) * 1992-04-21 1993-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gravity-restoring vibration control device
JP2000001815A (en) * 1998-04-16 2000-01-07 Kobe Steel Ltd Vibration-damping structure of bridge
JP2003056204A (en) * 2001-08-13 2003-02-26 Ohbayashi Corp Coupling vibration control device utilizing rotational inertia force

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1072018B (en) * 1955-04-15
US4420134A (en) * 1980-10-27 1983-12-13 Kaman Aerospace Corporation Vibration isolator with crank driven inertia bar
JPS62251543A (en) * 1986-04-23 1987-11-02 Hitachi Zosen Corp Balance type vibration absorber
JPH01169142A (en) * 1987-12-24 1989-07-04 Nkk Corp Pendulum damping device
JPH01320346A (en) * 1988-06-17 1989-12-26 Nkk Corp Torsional vibration preventing device
JP2668990B2 (en) * 1988-10-06 1997-10-27 石川島播磨重工業株式会社 Structure damping device
JP2683834B2 (en) * 1989-10-31 1997-12-03 前田建設工業株式会社 Vibration damping device
JP2538374B2 (en) * 1990-03-02 1996-09-25 株式会社フジタ Packaged vibration control device with built-in steel beams
JPH05171837A (en) * 1991-12-25 1993-07-09 Nkk Corp Flutter vibration absorber of bridge girder
JPH081105B2 (en) * 1992-12-03 1996-01-10 カヤバ工業株式会社 Vibration control device
GB9903184D0 (en) * 1999-02-13 1999-04-07 Holdsworth Stuart C Device for absorbing vibrations
JP3707298B2 (en) * 1999-02-25 2005-10-19 株式会社大林組 Vibration control device
JP4729775B2 (en) * 2000-06-08 2011-07-20 オイレス工業株式会社 Tuned pendulum type vibration control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372590A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-13 The Boeing Company Active control system and method for reducing engine noise and vibration
JPH05295927A (en) * 1992-04-21 1993-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gravity-restoring vibration control device
JP2000001815A (en) * 1998-04-16 2000-01-07 Kobe Steel Ltd Vibration-damping structure of bridge
JP2003056204A (en) * 2001-08-13 2003-02-26 Ohbayashi Corp Coupling vibration control device utilizing rotational inertia force

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2006029851A1 *

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Publication number Publication date
WO2006029851A1 (en) 2006-03-23
KR20070053806A (en) 2007-05-25
DE102004045433B3 (en) 2006-05-11

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