[发明专利]一种三向可调式调谐质量阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构减振技术领域，涉及一种可调式三向减振结构，尤其涉及一种三向调谐质量阻尼器（简称TMD）。

背景技术

传统的房屋建筑、桥梁抗震或减振方法是通过加大结构的断面、多加配筋来抵抗，其结果是断面越大，刚度越大，振动作用也越大，不仅难以保证安全，也使工程的造价大大提高，振动控制技术的引入解决了这一难题 。工程结构振动控制方法主要分为：被动控制、主动控制、半主动控制以及混合式控制，被动式控制技术主要是对被动式能量耗散装置的研究，而三向调谐质量阻尼器TMD是其中一种应用广泛的耗能减振装置，它对工程结构进行振动控制的机理是：工程结构体系由于加入了三向调谐质量阻尼器TMD，动力特征发生了变化。工程结构承受动力作用而剧烈振动时，由于三向调谐质量阻尼器TMD质量块向工程结构施加反方向的惯性作用力，并发挥阻尼耗能作用，从而使工程结构振动响应明显减弱。目前，三向调谐质量阻尼器TMD已广泛应用在高耸结构的风振控制及桥梁结构的振动控制中。

但是，三向调谐质量阻尼器TMD对工程结构的振动控制作用与被控工程结构及三向调谐质量阻尼器TMD自身的固有频率相关性很大。当三向调谐质量阻尼器TMD的固有频率调谐到与结构的固有频率接近时，才可达到较好的减振效果。否则，减振效果较差，甚至加剧工程结构的振动。实际应用中，工程结构的振动频率经常会因为环境的变化而改变，传统的三向调谐质量阻尼器TMD频率一般不可调，且为单向调谐减振，已很难满足减振的需要。

发明内容

本发明的目的是为房屋建筑、大跨度桥梁、港口栈桥、机场登机桥及相关工程结构减振，提供了一种三向减振装置，解决了工程结构在受到不同方向荷载下的振动问题。

本发明通过以下技术方案来实现的：三向可调式调谐质量阻尼器，该阻尼器包括质量块、吊索、弹簧、支架、底板、粘滞阻尼器、导向机构，其特征在于：质量块由吊索悬挂于支架上，支架通过弹簧安装于底板上，底板与质量块之间连接有粘滞阻尼器，底板与支架间安装有竖直导向机构。其水平横向和纵向的减振通过质量块与吊索组成的单摆进行调谐减振，竖直方向上的减振通过由上述质量块、吊索和支架组成的质量系统与其下的弹簧组成，通过底板与支架之间的导向机构来限制支架与底板之间的水平运动。水平方向上的频率调节主要通过改变吊索的长度进行调节。 竖直上的自振频率主要通过调节质量块的重量进行。同时该三向调谐质量阻尼器TMD三个方向上的阻尼比可以通过改变粘滞阻尼器的安装角度进行调节。

本发明还通过以下技术方案来实现的：一种三向可调式调谐质量阻尼器的应用，该三向可调式调谐质量阻尼器设置在斜拉索桥的梁的1/4处、梁的跨中位置和/或主塔的上部。

本发明的优点在于该三向调谐质量阻尼器TMD可以对结构三个方向的振动进行调谐减振，同时三个方向的自振频率可以很方便的进行调节，三个方向的阻尼比也可以根据需要进行调节。为房屋建筑、桥梁工程结构减振，提供了一种横向、纵向和竖向共三个方向减振功能的装置，解决了工程结构三个方向上的共振问题，保证了工程结构的安全性，能够产生巨大的经济效益和明显的社会效益。

附图说明

图1为本发明实施例一的三向可调式调谐质量阻尼器的结构示意图；

图2为图1的三向可调式调谐质量阻尼器的前视图；

图3为图1的三向可调式调谐质量阻尼器的侧视图；

图4为本发明实施例二的三向可调式调谐质量阻尼器的前视图结构示意图；

图5为本发明的三向可调式调谐质量阻尼器在斜拉索桥梁上的安装布置示意图。

图中：1吊索，2支架，3导向套，4导向杆，5质量块，6粘滞阻尼器，7弹簧，8底板，9球铰，10调节螺母。 

具体实施方式

下面，参照附图1-3对本发明优选实施例一的三向可调式调谐质量阻尼器进行说明。