RU111864U1

RU111864U1 - DYNAMIC EXTINGUISHER OF VIBRATIONS OF BUILDINGS AND STRUCTURES

Info

Publication number: RU111864U1
Application number: RU2011126163/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Шеин; Ольга Григорьевна Земцова
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-12-27

Abstract

Динамический гаситель колебаний зданий и сооружений, включающий подвижную массу, соединенную с сооружением посредством горизонтальных пружин (с демпферами вязкого трения), отличающийся тем, что масса выполнена в виде кольца, установленного на вертикальных роликовых опорах для перемещения по площадке сооружения, а пружины расположены диаметрально. A dynamic vibration damper of buildings and structures, including a moving mass connected to the structure by means of horizontal springs (with viscous friction dampers), characterized in that the mass is made in the form of a ring mounted on vertical roller bearings to move around the construction site, and the springs are diametrically located.

Description

Полезная модель относится к гасителям колебаний и может быть применена на башнях, многоэтажных зданиях и других объектах строительства, испытывающих действие динамических нагрузок от ветра, технологического оборудования, сейсмических воздействий и др., для уменьшения амплитуд колебаний сооружений.The utility model relates to vibration dampers and can be used on towers, multi-storey buildings and other construction sites experiencing dynamic loads from wind, technological equipment, seismic effects, etc., to reduce the amplitudes of vibration of structures.

Известен динамический гаситель колебаний зданий и сооружений (см. патент RU №14593, МПК Е04/В 1/98 от 11.02.2000 г.), включающий бетонный блок, установленный на перекрытии сооружения посредством опорных элементов и пружин, с установленными на перекрытии демпферами сухого трения.Known dynamic vibration damper of buildings and structures (see patent RU No. 14593, IPC E04 / B 1/98 of 02/11/2000), including a concrete block mounted on the ceiling of the structure by means of supporting elements and springs, with dry dampers installed on the ceiling friction.

Недостатками указанного гасителя является его невысокая надежность из-за износа частей конструкции, выполняющих роль демпфера сухого трения. Эксплуатация подобных устройств, как правило, сопровождается шумовыми эффектами. Кроме того, указанный гаситель служит для гашения только двух линейных частот колебаний конструкции.The disadvantages of this damper is its low reliability due to the wear of parts of the structure that perform the role of a dry friction damper. The operation of such devices is usually accompanied by noise effects. In addition, the specified damper serves to damp only two linear frequencies of vibration of the structure.

Задачей полезной модели является гашение пространственных колебаний защищаемой механической системы.The objective of the utility model is to dampen the spatial vibrations of the protected mechanical system.

Для решения данной задачи динамический гаситель колебаний зданий и сооружений выполнен в виде кольцевой подвижной массы, установленной на перекрытии сооружения посредством вертикальных роликовых опор и горизонтальных пружин (с демпферами вязкого трения), расположенных диаметрально и соединяющих массу с сооружением. Демпферы шарнирно прикреплены к узлам сооружения. Пружины устанавливаются с помощью опорных шайб, жестко закрепленных на штоках шаровых опор.To solve this problem, the dynamic vibration damper of buildings and structures is made in the form of an annular moving mass installed on the ceiling of the structure by means of vertical roller bearings and horizontal springs (with viscous friction dampers) located diametrically and connecting the mass to the structure. The dampers are pivotally attached to the nodes of the structure. The springs are installed with support washers rigidly mounted on the rods of ball bearings.

Основными параметрами, влияющими на настройку динамического гасителя колебаний, являются его масса, момент инерции и частоты собственных колебаний. Начальная оптимальная настройка гасителя осуществляется на три низшие собственные частоты колебаний сооружения, соответствующие продольной, поперечной и крутильной формам колебаний, посредством подбора массы гасителя, радиуса кольца и жесткости пружин.The main parameters affecting the setting of the dynamic vibration damper are its mass, moment of inertia, and natural vibration frequency. The initial optimal adjustment of the absorber is carried out at the three lowest eigenfrequencies of the structure, corresponding to the longitudinal, transverse and torsional vibration modes, by selecting the damper mass, ring radius and spring stiffness.

Таким образом, полезная модель обеспечивает уменьшение амплитуд колебаний высотных сооружений на заданных частотах и увеличивает диапазон гашения колебаний.Thus, the utility model provides a decrease in the amplitude of oscillations of high-rise buildings at given frequencies and increases the range of damping of oscillations.

На фиг. представлен чертеж предлагаемой конструкции динамического гасителя колебаний зданий и сооружений.In FIG. a drawing of the proposed design of a dynamic vibration damper of buildings and structures is presented.

Для решения поставленной задачи конструкция динамического гасителя колебаний выполнена в виде кольцевой массы 1; опорными элементами гасителя 2 являются роликовые опоры; горизонтальные пружины 3, соединяющие массу гасителя с сооружением 4, установлены с четырех взаимно ортогональных сторон, причем жесткость пружин подбирается из условия совпадения трех первых собственных частот колебаний сооружения (или других заданных частот) с соответствующими частотами колебаний гасителя; гаситель снабжен демпферами вязкого трения 5, увеличивающими затухание колебаний и предотвращающими значительные смещения гасителя относительно верха сооружения. Демпферы прикреплены к узлам сооружения с помощью шаровых опор 6. Опорные шайбы крепления пружин на фиг. условно не показаны.To solve this problem, the design of a dynamic vibration damper is made in the form of an annular mass 1; supporting elements of the absorber 2 are roller bearings; horizontal springs 3 connecting the mass of the damper with the structure 4 are installed on four mutually orthogonal sides, and the stiffness of the springs is selected from the condition of coincidence of the first three natural frequencies of vibration of the structure (or other specified frequencies) with the corresponding vibration frequencies of the damper; the damper is equipped with viscous friction dampers 5, which increase the damping of oscillations and prevent significant displacement of the damper relative to the top of the structure. The dampers are attached to the nodes of the structure using ball bearings 6. Support washers for attaching the springs in FIG. conditionally not shown.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вследствие колебательного движения сооружения от ветровых или сейсмических воздействий происходит ускоренное движение узлов сооружения 4, которое вызывает растяжение-сжатие пружин 3, что сопровождается перемещение массы гасителя 1 на роликовых опорах 2. Уменьшение амплитуд колебаний сооружения обусловлено тем, что возникающие при смещении гасителя силы упругости пружин направлены противоположно возмущающим воздействиям. Дополнительное рассеивание энергии колебаний обеспечивается за счет наличия демпферов вязкого трения 5.Due to the vibrational movement of the structure from wind or seismic effects, the accelerated movement of the nodes of the structure 4 occurs, which causes tension-compression of the springs 3, which is accompanied by the movement of the mass of the damper 1 on the roller bearings 2. The decrease in the amplitudes of the oscillations of the structure is due to the spring elasticity arising from the damper directed oppositely to disturbing influences. Additional dispersion of vibrational energy is provided due to the presence of viscous friction dampers 5.

Claims

A dynamic vibration damper of buildings and structures, including a moving mass connected to the structure by means of horizontal springs (with viscous friction dampers), characterized in that the mass is made in the form of a ring mounted on vertical roller bearings to move around the construction site, and the springs are diametrically located.