SU761675A1 - Динамический гаситель колебаний 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в высотных сооружениях для снижения уровня их колебаний, что обеспечивает нормальную эксплуатацию сооружений.

Известны устройства для гашения колебаний высотных сооружений, включающие прикрепленные к верхней части сооружения по его периметру кронштейны, с которыми при помощи стержней соединены инерционные массы, и прекрепленное к стволу сооружения бойное приспособление, выполненное в виде кольца [1].

Эти устройства относятся к гасителям ударного типа, а так как период колебаний ударного гасителя должен равняться удвоенному периоду свободных колебаний сооружения, то при гашении колебаний гибгих высоких сооружений, имеющих большой период колебаний, длину маятника ударного гасителя необходимо выполнять большой длины, что приведет к значительному усложнению конструкции гасителя. Кроме того, так как масса гасителя составляет определенный процент от массы сооружения, то их недостатком при больших массах сооружения является большая сила удара инерционной массы гасителя по сооружению, что требует устройства специальных бойных поясов большой материалоем2

кости и сложной конструкции, воспринимающих эти ударные воздействия.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту ⁵ является динамический гаситель колебаний сооружений, включающий демпфирующие устройства и инерционную массу, установленную на опорах качёнйя с возможностью перемещения по горизонтальной поверхнос10 ти площадки сооружения [2].

В этом гасителе демпфирующие устройства выполнены в виде сильфонов с дросселями, которые устанавливаются в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

15 При изменении направления" колебаний включаются в работу то одни, то другие сильфоны с дросселями, причем они в данном случае обеспечивают не только настройку гасителя, но и рассеивание энергии.

20 Недостатком указанного гасителя является невозможность обеспечить гашение колебаний сооружений с большой амплитудой и низкой частотой из-за того, что сильфоны с дросселями не могут обеспечить не²⁵ обходимую настройку гасителя, что объясняется особенностью их конструкции, и как следствие этого, недостаточная его эффективность, так как известно, что при невозможности обеспечения должной настройки

³⁰ гасителя он не работает и его инерционная

761675

3

масса превращается лишь в дополнительную нагрузку.

Цель изобретения — обеспечение возможности эффективного гашения колебаний гибких сооружений с большой амплитудой и низкой собственной частотой.

Указанная цель достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем демпфирующие устройства и инерционную массу, установленную на опорах качения, с возможностью перемещения по горизонтальной поверхности площадки сооружения, опоры качения выполнены в виде шаров, установленных в углублениях, имеющих форму поверхности вращения с положительной гауссовой кривизной.

Предусмотрены варианты выполнения динамического гасителя: с углублениями, выполненными на нижней части инерционной массы гасителя; с углублениями, выполненными на верхней части горизонтальной площадки сооружения, а также с инерционной массой, выполненной в виде кольца, а площадка — консольной, причем инерционная масса и площадка расположены снаружи сооружения с зазором, превышающим перемещение массы.

.. На фиг. 1 изображен гаситель, общий вид;' на фиг. 2 — то Же, разрез А—А фиг. 1; на фиг.,3 — вариант выполнения гасителя.

Гаситель колебаний сооружения 1 включает инерционную массу 2, установленную на опорах качения в виде шаров 3. Шары 3 размещены в углублениях 4, имеющих форму поверхности вращения с положительной гауссовой кривизной- Углубления 4 могут быть выполнены на нижней части инерционной массы 2 (фиг. 3), на верхней части горизонтальной площадки 5 (фиг. 1), на которой размещены опоры качения 3.

Между сооружением 1 и инерционной массой 2 размещаются демпфирующие устройства 6.

Размеры и количество шаров определяются контактными напряжениями на поверхности шаров или опорных поверхностях, однако их количество не может быть менее трех.

. При размещении массы гасителя на высотных сооружениях с малой базой инерционную массу 2 выполняют в виде кольца, а горизонтальную площадку 5 выполняют консольной, причем инерционную массу 2 и площадку 5 располагают снаружи сооружения с зазором, превышающим перемещение массы 2.

В описанном гасителе гашение .колебаний происходит за счет перемещения инерционной массы 2 на шарах 3 по поверхности углублений 4 в противофазе с колебаниями сооружения. Выполнение формы углублений в виде поверхности вращения с положительной гауссовой кривизной создает по'4

стоянную настройку гасителя, не зависящую от амплитуды колебаний.

Рассеивание энергии осуществляется демпфирующими устройствами 6, имеющими линейную жесткостную характеристику, например гидравлическими демпферами.

Так как опоры качения выполнены в виде шаров, а углубления имеют форму поверхности вращения с положительной гауссовой кривизной, то гаситель эффективен при любом направлении колебаний сооружения.

Выполнение массы гасителя в виде кольца позволяет устанавливать ее не внутри сооружения, а снаружи его. Это дает возможность эффективно использовать внутренний объем сооружения, например, для установки оборудования. Кроме того, такая конструкция гасителя эффективна для сооружений значительной высоты, так как снимает ограничение на величину инерционной массы.

Конструкция гасителя позволяет использовать его для высотных сооружений типа мачт, башен .и т. д., т. е. гибких сооружений, имеющих большую амплитуду колебаний за счет того, что гаситель имеет постоянную настройку, не зависящую от амплитуды колебаний сооружения.

Повышение эффективности гасителя достигается демпфером с линейной жесткостной характеристикой.

Claims (4)

1. Формула изобретения

   1. Динамический гаситель колебаний сооружений, включающий демпфирующие устройства и инерционную массу, установленную на опорах качения с возможностью перемещения по горизонтальной поверхности площадки сооружения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности эффективного гашения колебаний гибких сооружений с большой амплитудой и низкой собственной частотой, опоры качения выполнены в виде шаров, установленных в углублениях, имеющих форму поверхности вращения с положительной гауссовой кривизной.
2. 2. Динамический гаситель колебаний по π. 1, отличающийся тем, что углубления выполнены на нижней части инерционной массы гасителя.
3. 3. Динамический гаситель колебаний по π. 1, отличающийся тем, что углубления выполнены на верхней части горизонтальной площадки сооружения.
4. 4. Динамический гаситель колебаний по пп. Ь—3, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности размещения инерционной массы на сооружениях с малой базой, инерционная масса выполнена в виде кольца, а площадка выполнена консольной, причем инерционная масса и

   761675

   площадка расположены снаружи с зазором, превышающим перемещение массы.