[发明专利]一种调谐质量阻尼器减振控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构、桥梁、输电塔、石油液化反应塔及储罐等高耸轻柔结构在低频状态下的抗风减振装置，尤其涉及一种可对水平万向（任意方向）的振动控制的调谐质量阻尼器减振控制装置。

背景技术

工程结构在地震、风激励、人为等因素作用下会产生有害的振动，使人感觉到恐慌或不舒服，而且严重影响结构的耐久性；应用调谐质量阻尼器能有效的控制结构振动，达到较好的减振作用，且已在许多工程实际应用中被证实。

调谐质量阻尼器(TunedMassDamper，简称TMD)，主要由质量块、耗散结构振动能量的阻尼元件、调谐频率的弹性元件等组件构成，阻尼元件一般采用粘滞流体阻尼器、电涡流阻尼等，弹性元件主要有弹簧、单摆；目前工程结构的水平方向采用TMD技术进行振动控制时，大多只能实现单向减振，如：

（1）采用弹簧作为弹性元件时，弹簧一端连接质量块，另一端固定在支撑架，质量块必须有支承导向系统，目前常用的导向系统是直线轴承，而直线轴承的导向是单方向的，因此TMD只能进行单个方向的减振；

（2）采用悬臂梁钢板作为弹性及支承元件时，TMD也是只能进行单个方向的减振；

（3）采用单摆作为弹性元件时，虽然TMD能实现水平任意方向减振，但只能在低频状态下（如0.7Hz以下）使用，其原因为：单摆的频率，频率随摆长L的减小而增大，当单摆长度为500mm时，TMD的频率为0.7Hz，同时考虑到单摆简谐振动原理（摆幅＜5°）质量块的水平振幅为约43mm，TMD质量块的设计行程一般要求＞50mm，因此，大于0.7Hz的单摆已经不能满足TMD设计行程的需求；

实际情况是，工程结构在地震、风激励、人为等因素作用下产生有害的振动是随机的，并非单向，振动的频率也不仅仅为低频，因而现有的调谐质量阻尼器减振控制装置很难满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有水平减振TMD技术在结构振动控制中存在的不能实现任意方向（万向）减振、或虽能实现任意方向减振但只适用低频减振等问题，提供一种水平万向调谐质量阻尼器减振控制装置，以克服上述已有技术所存在的不足。

本发明采取的技术方案是：一种调谐质量阻尼器减振控制装置，包括支承架、通过摆绳悬挂在支承架下的质量块和阻尼元件；

所述质量块外周与支承架之间均布安装有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧水平设置，其一端与支承架连接，另一端与质量块连接，所述阻尼元件设置在质量块底部与支承架底板之间；

所述质量块由多块钢板组成，整体结构形状为立方体或为圆柱体，质量块为立方体时，拉伸弹簧均布在质量块的4个侧面，质量块为圆柱体时，拉伸弹簧等角度均布在质量块的圆周侧面。

其进一步的技术方案是：所述的拉伸弹簧数量或为4个、或为4的n倍，n的取值为2-10之间的任意整数。

更进一步：

所述的摆绳或为钢丝绳、或为高强度纤维绳，摆绳的数量为N根，N的取值为1-4之间的任意整数。

所述支承架上安装有摆长调节部件，所述摆长调节部件为一方形框架，框架四角与支承架立柱滑动连接并设有定位螺栓，其中框设有锁紧摆绳的锁紧机构。

所述阻尼元件或为粘滞流体阻尼器、或为电涡流阻尼系统。

由于采用上述技术方案，本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置具有如下有益效果：

1．本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置采用单摆与弹簧相结合的方式，无需设置支承导向系统，避免使用直线轴承，从而可克服采用导向轴承式TMD和悬臂梁式TMD只能针对单个方向进行减振的缺点；使调谐质量阻尼器减振控制装置具备可对水平万向（任意方向）的振动控制的功能，同时可在低频、中频、还是高频的状态下使用，克服摆式TMD只适用低频结构减振的缺点；

2、本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置，采用单摆与弹簧相结合的方式，拉伸弹簧数量可调，质量块由多块钢板组成，支承架上安装有摆长调节部件，频率的大小可通过调整拉伸弹簧的刚度（调整拉伸弹簧的数量）、或调整质量块的重量（调整钢板的数量）、或调整摆绳的摆长进行调节，频率调节范围达到0.1Hz～10Hz，从而可满足复杂环境下的减振要求；

3、本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置由于没有任何导向机构，故没有摩擦阻尼，产品的减振灵敏度极高；

4．本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置设计科学、操作使用方便，成本低，经济性好。

下面结合附图和实施例对本发明之一种调谐质量阻尼器减振控制装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明