專利名稱：一種雙向水平可調(diào)減振控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種雙向水平可調(diào)減振控制裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種高聳結(jié)構(gòu)減振裝置，尤其是一種涉及到大跨越輸電塔、電視 塔及相關(guān)結(jié)構(gòu)使用吊桿、鋼板、彈簧和阻尼器等組成的雙向水平可調(diào)減震裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，隨著社會的發(fā)展，輕質(zhì)高強的材料被應(yīng)用于高聳結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剛度和 阻尼相對減小。在地震或風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)(如頂部加速度、位移和底部軸力 等)過大，影響了高聳結(jié)構(gòu)承受地震或風(fēng)荷載時的安全運行，將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重的破壞、甚 至倒塌，造成巨大的經(jīng)濟損失。[0003]1972年，姚浩平(J.T.P.Yao)教授首次提出結(jié)構(gòu)控制的理論，從而開創(chuàng)了結(jié)構(gòu)控 制研究的新時期。結(jié)構(gòu)振動控制可以有效減小結(jié)構(gòu)在動荷載(如地震、風(fēng)等)作用下的反應(yīng)， 提高結(jié)構(gòu)的防災(zāi)能力。對于高聳結(jié)構(gòu)，對其恰當?shù)匕惭b振動控制可以有效地減小結(jié)構(gòu)的動 力反應(yīng)，減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞或疲勞損傷，到達經(jīng)濟和安全的效果。[0004]懸掛質(zhì)量擺結(jié)構(gòu)減震體系是把質(zhì)量擺懸掛在主體結(jié)構(gòu)上，當體系在地震作用下結(jié) 構(gòu)產(chǎn)生水平振動時,帶動擺振動。而擺振動產(chǎn)生的慣性力則反作用于主體結(jié)構(gòu)本身，當這種 慣性力與主體結(jié)構(gòu)本身的運動相反時就產(chǎn)生了制振效果，從而達到控制結(jié)構(gòu)振動的目的。[0005]調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡稱TMD)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的現(xiàn)代思想的最早來源 是早在1909年弗拉姆研究的動力吸振器。TMD是一種經(jīng)典的減震控制裝置，它是由彈簧、阻 尼器和質(zhì)量塊所組成的振動系統(tǒng)。當結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生振動，帶動TMD系統(tǒng)一起振動， TMD系統(tǒng)相對運動產(chǎn)生的慣性力反作用到結(jié)構(gòu)上，調(diào)諧這個慣性力，使其對結(jié)構(gòu)的振動控制 產(chǎn)生控制作用，從而達到減小結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)的目的。[0006]實際中，結(jié)構(gòu)同時受到不同方向上的地震或風(fēng)荷載作用，而傳統(tǒng)懸掛質(zhì)量擺和單 向TMD已經(jīng)不能滿足減震的要求；當前單一的懸掛質(zhì)量擺是無法實現(xiàn)多向減振的，因為擺 的自振頻率是由擺線的長度確定的；而多個方向TMD減震，需要多個質(zhì)量塊，從而增加了結(jié) 構(gòu)的負擔(dān)，并且安裝后的傳統(tǒng)TMD減振裝置，其頻率無法改變等許多問題存在。[0007]專利申請CN1847556A公開了一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其采用 剛性吊桿懸吊配重塊，避免配重塊的扭轉(zhuǎn)和上下抖動；利用剛性吊桿和拉簧使主體結(jié)構(gòu)與 質(zhì)量快連接，使該質(zhì)量阻尼器對各方向的減振均能起到控制作用；摒棄了現(xiàn)有裝置的活塞 式阻尼器，采用在十字軸軸承部位安裝摩擦阻尼片的方法提供阻尼力。但是該裝置剛性吊 桿和與拉簧均需與主體結(jié)構(gòu)連接，與主體結(jié)構(gòu)連接點多達十處，安裝復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容[0008]本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙向水平可調(diào)減振控 制裝置，該裝置能減小結(jié)構(gòu)在不同方向的地震或風(fēng)載作用下的反應(yīng)，具有造價低廉、便于安 裝。[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:[0010]一種雙向水平可調(diào)減振控制裝置，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)頂部固定有若 干單向鉸，單向鉸上連接剛性吊桿的上端，剛性吊桿的下端連接于容器上，容器中設(shè)有橫向 導(dǎo)軌，橫向?qū)к壣显O(shè)有小車，小車上設(shè)有質(zhì)量塊，沿橫向?qū)к壏较?，小車的前后端分別通過 彈簧和粘滯油阻尼器連接于容器側(cè)壁上。[0011]所述容器為方形。[0012]所述小車下部設(shè)有卡在導(dǎo)軌上的輪子。[0013]所述小車的前后端分別通過兩根彈簧和一個粘滯油阻尼器連接于容器側(cè)壁上，且 粘滯油阻尼器位于兩根彈簧之間。[0014]本實用新型在高聳結(jié)構(gòu)縱向采用兩個單向鉸將主體結(jié)構(gòu)與兩根剛性吊桿連接，由 于單向鉸的存在，剛性吊桿只能沿縱向擺動。同時，采用剛性吊桿取代一般質(zhì)量擺的柔性吊 線，也避免了吊桿下部質(zhì)量沿其他方向擺動和扭轉(zhuǎn)。剛性吊桿下端再連接一只帶有橫向軌 道的容器，這樣單向鉸，剛性吊桿以及下部容器就構(gòu)成了一個縱向的懸掛質(zhì)量擺，通過調(diào)節(jié) 吊桿的長度可以使質(zhì)量擺的頻率與主體結(jié)構(gòu)一致，從而完成對主體結(jié)構(gòu)縱向風(fēng)振響應(yīng)的控 制。然后，在容器內(nèi)的橫向軌道上放置一部小車，小車橫向的兩側(cè)均由彈簧和粘滯油阻尼器 與容器橫向兩側(cè)內(nèi)壁連接，再在小車上放置質(zhì)量塊，質(zhì)量塊可由螺栓連接的疊加鋼板實現(xiàn)， 這樣小車，質(zhì)量塊，彈簧以及粘滯油阻尼器就構(gòu)成了橫向的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)，通過增 加或減少疊加鋼板的數(shù)量調(diào)節(jié)TMD的質(zhì)量，使TMD的自振頻率與主體結(jié)構(gòu)橫向頻率一致，進 而實現(xiàn)對主體結(jié)構(gòu)橫向響應(yīng)的控制。至此，主體結(jié)構(gòu)的縱向響應(yīng)控制由懸掛質(zhì)量擺實現(xiàn)，容 器內(nèi)的橫向TMD又同時完成了對結(jié)構(gòu)橫向響應(yīng)的控制。[0015]本實用新型的有益效果是:這種減振裝置能減小結(jié)構(gòu)在不同方向的地震或風(fēng)載作 用下的反應(yīng)，具有造價低廉、便于安裝等特點，應(yīng)用在大跨越輸電塔、電視塔及相關(guān)結(jié)構(gòu)。


[0016]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2是圖1中A-A向剖視圖；[0018]其中I單向鉸，2剛性吊桿，3容器，4小車，5質(zhì)量塊，6彈簧，7粘滯油阻尼器，8橫 向?qū)к墸?螺栓，10輪子，11主體結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0020]本實用新型提出的一種雙向水平可調(diào)減振控制裝置如圖1，圖2所示?？v向減震 器，即懸掛質(zhì)量擺，為了防止頂部和主體結(jié)構(gòu)連接處彎矩過大，采用兩個單向鉸1，兩個剛性 吊桿2及一個方形容器3構(gòu)成，方形容器3內(nèi)的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器由四根彈簧6和兩個粘滯 油阻尼器7，疊加鋼板組成的質(zhì)量塊5，帶有4個輪子的小車4，橫向?qū)к?構(gòu)成。兩個單向 鉸I與主體結(jié)構(gòu)11之間、兩個單向鉸I與兩個剛性吊桿2之間以及兩個剛性吊桿2與方形 容器3之間均采用螺栓9連接。[0021]采用兩個單向鉸I將主體結(jié)構(gòu)11與兩個剛性吊桿2連接，剛性吊桿2下端再連接 一只帶有橫向軌道8的容器3，這樣單向鉸1，剛性吊桿2以及下部容器3就構(gòu)成了一個縱 向的懸掛質(zhì)量擺，通過調(diào)節(jié)吊桿2的長度可以使質(zhì)量擺的頻率與主體結(jié)構(gòu)11 一致，從而完成對主體結(jié)構(gòu)縱向的振動控制。然后，在容器3內(nèi)的橫向軌道8上放置一部小車4，小車4 下部的輪子10卡在橫向?qū)к壣?；小?橫向的兩側(cè)均由彈簧6和粘滯油阻尼器7與容器3 橫向兩側(cè)內(nèi)壁連接，再在小車上4放置質(zhì)量塊5，質(zhì)量塊可由螺栓連接的疊加鋼板實現(xiàn)，這 樣小車4，質(zhì)量塊5，彈簧6以及粘滯油阻尼器7就構(gòu)成了橫向的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)，通 過增加或減少疊加鋼板的數(shù)量調(diào)節(jié)TMD的質(zhì)量，使TMD的自振頻率與主體結(jié)構(gòu)11橫向頻率 一致，進而實現(xiàn)對主體結(jié)構(gòu)11橫向的振動控制。至此，主體結(jié)構(gòu)11的縱向振動控制由懸掛 質(zhì)量擺實現(xiàn)，容器3內(nèi)的橫向TMD又同時完成了對主體結(jié)構(gòu)11橫向的振動控制。[0022]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙向水平可調(diào)減振控制裝置，包括主體結(jié)構(gòu)，其特征是，所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)頂部固 定有若干單向鉸，單向鉸上連接剛性吊桿的上端，剛性吊桿的下端連接于容器上，容器中設(shè) 有橫向?qū)к墸瑱M向?qū)к壣显O(shè)有小車，小車上設(shè)有質(zhì)量塊，沿橫向?qū)к壏较?，小車的前后端?別通過彈簧和粘滯油阻尼器連接于容器側(cè)壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述容器為方形。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述小車下部設(shè)有卡在導(dǎo)軌上的輪子。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述小車的前后端分別通過兩根彈簧和一個 粘滯油阻尼器連接于容器側(cè)壁上，且粘滯油阻尼器位于兩根彈簧之間。
專利摘要本實用新型公開了一種雙向水平可調(diào)減振控制裝置，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)頂部固定有若干單向鉸，單向鉸上連接剛性吊桿的上端，剛性吊桿的下端連接于容器上，容器中設(shè)有橫向?qū)к?，橫向?qū)к壣显O(shè)有小車，小車上設(shè)有質(zhì)量塊，沿橫向?qū)к壏较颍≤嚨那昂蠖朔謩e通過彈簧和粘滯油阻尼器連接于容器側(cè)壁上。減振裝置能減小結(jié)構(gòu)在不同方向的地震或風(fēng)載作用下的反應(yīng)，具有造價低廉、便于安裝等特點，應(yīng)用在大跨越輸電塔、電視塔及相關(guān)結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04B1/98GK202954450SQ20122066118
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者王子龍, 田利, 金樹, 曹丹京, 張麗娟, 王騫, 劉小坡 申請人:山東電力工程咨詢院有限公司