一种摇摆调谐质量阻尼器

技术领域

本发明涉及减振设备技术领域，特别涉及一种摇摆调谐质量阻尼器。

背景技术

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)因其构造简单且控制效果良好，被广泛应用于高层高耸结构的振动控制。TMD通常由惯性质量块、弹簧和阻尼元件组成。但是，传统TMD阻尼元件与弹簧一般沿着质量块运动方向布置，TMD系统的势能只能由弹簧提供。因此，处于最优控制状态的TMD，其耗能能力是受到限制的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耗能能力更强、减振控制效果更好的摇摆调谐质量阻尼器。

本发明的技术方案为：一种摇摆调谐质量阻尼器，包括惯性质量块、支承装置、摇摆装置和连接板，所述支承装置包括轨道和挡板，挡板安装于轨道的两端，惯性质量块位于轨道上，摇摆装置位于支承装置的下方，摇摆装置的下方为连接板，所述摇摆装置包括粘滞阻尼器、竖向弹簧、转动轴承和钢柱，所述粘滞阻尼器、竖向弹簧和钢柱均竖直设置在轨道和连接板之间。其中，摇摆装置可让惯性质量块在水平方向运动的同时发生竖向运动。本发明将提升传统调谐质量阻尼器的耗能能力，从而进一步提升其减振性能水准，具有较高的实用价值。连接板与被控结构连接。

所述惯性质量块两侧设有水平弹簧，水平弹簧的两端分别连接惯性质量块和挡板。其中，弹簧中间可设置导杆。

所述轨道的横截面呈凹形，惯性质量块的下部横截面呈凸形，所述凸形和凹形相配合。

所述轨道与惯性质量块之间设有滚珠。其中，滚珠设于轨道内，所述轨道内的接触面设有滚珠。

所述挡板朝向轨道的一侧设有防撞耗能材料。

所述粘滞阻尼器的一端连接轨道的端部，另一端与连接板相连。

所述转动轴承设置在轨道下方，钢柱上部设有圆形的连接件，所述连接件的直径与转动轴承相适应，钢柱通过连接件与转动轴承相连，钢柱下部与连接板固定。

所述竖向弹簧的一端连接轨道，另一端与连接板相连。其中，粘滞阻尼器以及竖向弹簧的数量可按照实际情况确定，可多重排列。

所述连接板边缘处设有螺栓孔。其中，螺栓孔的具体尺寸应满足螺栓强度验算。

在地震或风荷载作用下，传统的调谐质量阻尼器通过惯性质量块的水平方向运动，将吸收的结构振动能量转化为惯性质量块的动能和弹簧的弹性势能，并通过其阻尼元件将进入调谐质量阻尼器系统内部的能量耗散掉。

本发明的摇摆调谐质量阻尼器的摇摆装置可使惯性质量块在水平方向运动的同时发生竖向运动，这种类似“摇摆”的运动形式可以让本摇摆调谐质量阻尼器吸收更多的结构振动能量。因为惯性质量块的“摇摆”运动形式，使得其内部势能包含弹簧提供的弹性势能与质量块提供的重力势能两部分，而且惯性质量块的动能包含的水平向与竖向两部分。简单来说，传统的调谐质量阻尼器只能通过水平运动吸收结构振动能量。而摇摆调谐质量阻尼器通过摇摆装置开发了惯性质量块的竖向振动，让它具备水平与竖向“双向吸能”的优势。因此，本发明的摇摆调谐质量阻尼器可以达到更高的减振性能水准。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明的摇摆调谐质量阻尼器，将黏滞阻尼器竖向布置，通过摇摆装置，使得质量块在水平方向运动的同时发生竖向运动，从而提升阻尼器的耗能能力。相对于传统的调谐质量阻尼器而言，本摇摆调谐质量阻尼器具有更好的减振性能，提升了耗能能力，从而提升减振性能水准，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为本摇摆调谐质量阻尼器的结构示意图。

图2为支承装置与转动轴承的结构示意图。

图3为钢柱的结构示意图。

图4为粘滞阻尼器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下左右方向与图1本身的上下左右方向一致。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为惯性质量块，2为支承轨道，3为钢柱，4为黏滞阻尼器，5为连接板，6为竖向弹簧，7为水平弹簧，2-1为轨道，2-2为支承轨道挡板，2-3为转动轴承，3-1为圆形连接件。

本实施例一种摇摆调谐质量阻尼器，如图1-4所示，包括惯性质量块、支承装置、摇摆装置和连接板，所述支承装置包括轨道和挡板，挡板安装于轨道的两端，惯性质量块位于轨道上，摇摆装置位于支承装置的下方，摇摆装置的下方为连接板，所述摇摆装置包括粘滞阻尼器、竖向弹簧、转动轴承和钢柱，所述粘滞阻尼器、竖向弹簧和钢柱均竖直设置在轨道和连接板之间。

其中，摇摆装置可让惯性质量块在水平方向运动的同时发生竖向运动。本发明将提升传统调谐质量阻尼器的耗能能力，从而进一步提升其减振性能水准，具有较高的实用价值。摇摆调谐质量阻尼器通过其连接板与被控结构连接。

所述惯性质量块两侧设有水平弹簧，水平弹簧的两端分别连接惯性质量块和挡板。其中，弹簧中间可设置导杆。

所述轨道的横截面呈凹形，惯性质量块的下部横截面呈凸形，所述凸形和凹形相配合。

所述轨道与惯性质量块之间设有滚珠。其中，滚珠设于轨道内，滚珠内嵌于轨道的接触面表面。

所述挡板朝向轨道的一侧设有防撞耗能材料。

所述粘滞阻尼器的一端连接轨道的端部，另一端与连接板相连。

所述转动轴承设置在轨道下方，钢柱上部设有圆形的连接件，所述连接件的直径与转动轴承相适应，钢柱通过连接件与转动轴承相连，钢柱下部与连接板固定。

所述竖向弹簧的一端连接轨道，另一端与连接板相连。其中，粘滞阻尼器以及竖向弹簧的数量可按照实际情况确定，可多重排列。

所述连接板边缘处设有螺栓孔。其中，螺栓孔的具体尺寸应满足螺栓强度验算。

在地震或风荷载作用下，传统的调谐质量阻尼器通过惯性质量块的水平方向运动，将吸收的结构振动能量转化为惯性质量块的动能和弹簧的弹性势能，并通过其阻尼元件将进入调谐质量阻尼器系统内部的能量耗散掉。

本发明的摇摆调谐质量阻尼器的摇摆装置可使惯性质量块在水平方向运动的同时发生竖向运动，这种类似“摇摆”的运动形式可以让本摇摆调谐质量阻尼器吸收更多的结构振动能量。因为惯性质量块的“摇摆”运动形式，使得其内部势能包含弹簧提供的弹性势能与质量块提供的重力势能两部分，而且惯性质量块的动能包含的水平向与竖向两部分。简单来说，传统的调谐质量阻尼器只能通过水平运动吸收结构振动能量。而摇摆调谐质量阻尼器通过摇摆装置开发了惯性质量块的竖向振动，让它具备水平与竖向“双向吸能”的优势。因此，本发明的摇摆调谐质量阻尼器可以达到更高的减振性能水准。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。