一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器制造技术

一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，包括外保护罩、摆绳、质量块、摆长调节机构、弹簧和耗能系统；外保护罩为上小下大的低风阻外保护罩，包括从上到下依次连接的小尺寸上部构造、过渡板和大尺寸下部构造；摆长调节机构装在小尺寸上部构造内部上端，摆绳上端穿过摆长调节机构与小尺寸上部构造顶部连接，底端与质量块顶部中心连接；弹簧一端固定在大尺寸下部构造内，另一端固定在质量块侧壁；耗能系统包括永磁体和非磁性导体，永磁体安装在质量块底部，非磁性导体为球冠面、装在与永磁体位置对应的外保护罩下封板内侧、并与永磁体保持间隙，外保护罩下封板与大尺寸下部构造连接。该阻尼器风阻低、频率参数可调、阻尼稳定、耗能减振、安装便捷。安装便捷。安装便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器


[0001]本技术涉及结构减振
，尤其涉及一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器。

技术介绍

[0002]自然环境充满了各种各样的振动源，高层建筑、输电塔、冷却塔等高耸柔性结构在风荷载下产生过大或令人不适的结构响应。大幅度结构响应会降低结构舒适性，引起关键构件的疲劳，甚至危及结构的安全，进而威胁人民的生命财产安全。
[0003]针对高耸结构的振动，传统的结构主要通过“硬抗”的方式抵御振动，如增加结构刚度（包括附加约束）等方式解决，即便如此也往往因为对偶然大荷载或极端荷载响应分析不成熟，传统的结构抗振方式会缺失能动性和适应性。设计抗力过小，结构容易损坏；设计抗力过大，又会造成性能上的浪费。因此，近几十年，从安全、合理和经济的角度出发，衍生出了多种结构振动控制方法，包括被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制，其中被动控制技术因其更经济的原因被广泛采用。
[0004]高耸结构被动控制中，其他耗能装置需要一端固定，另一端随结构运动才能有耗能作用，但高耸结构结构高，为耗能装置单独设置刚度大且结构较高的固定端，非常不经济。而调谐质量阻尼器作为一种吸能装置，则不需要结构以外的相对固定物。调谐质量阻尼器简称TMD，是一种常用的减振装置，通过在高耸结构上部增加加上惯性质量块，利用质量块与主体结构相对运动时，带动阻尼单元并消化从主体结构传来的能量来实现减振的目的。由于高耸结构主要以风荷载为主，而风荷载的方向和大小均为随机，通常只能使用摆式调谐质量阻尼器进行振动控制。目前的摆式调谐质量阻尼器结构上主要包含利用摆杆调节频率的上摆式（摆杆在质量块上部）、下摆式（摆杆在质量块下部），以及通过摆绳的长度调节频率的摆绳结构。
[0005]上摆式结构的摆杆调谐质量阻尼器，对于0.7Hz以上的结构频率较为适用，其可以根据摆杆刚度进行频率控制，而不受限于摆长；但对于0.7Hz以下的频率，摆杆的刚度要求很小，会存在为了满足摆杆刚度，摆杆截面变小，但质量块需要满足最优参数的要求不能减小，导致摆杆拉应力过大的矛盾。同样的情况，下摆式结构的摆杆调谐质量阻尼器，因为摆杆刚度的需求决定了摆杆的截面尺寸，不同的是下摆式结构，摆杆除了满足刚度需求外，还要承担质量块的支撑作用，若摆杆过小，势必存在失稳的情况，更谈不上耗能减振。
[0006]对于摆绳结构的调谐质量阻尼器，现有结构通常采用4个以上吊点悬挂质量块，才能保证质量块的平衡性。由于摆绳的间距，加上需要给质量块摆动预留足够空间，调谐质量阻尼器的结构尺寸通常较大，对于不需要考虑调谐质量阻尼器本身结构尺寸带来的风阻问题的室内布置方式尚可忽略调谐质量阻尼器的大小，而高耸结构只能允许将调谐质量阻尼器布置于结构外表面，暴露在风的作用下，大尺寸的调谐质量阻尼器更容易受到风的作用，因此减小布置在结构外部的风振控制调谐质量阻尼器的尺寸很有必要。而且，4个以上吊点的摆绳结构，摆动的时候质量块是按着由长方形向棱形结构变形，其结果是质量块摆动的
同时向上抬升，致使质量块高度发生变化，对于电涡流耗能的结构是不利的。

技术实现思路

[0007]本技术目的在于提供一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，以克服已有技术所存在的上述不足。
[0008]本技术采取的技术方案是：一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，包括外保护罩以及安装在外保护罩内的摆绳和质量块，该外保护罩通过连接构件与高耸结构的外表面连接，其特征在于：还包括摆长调节机构、弹簧和耗能系统；
[0009]所述外保护罩为上小下大的低风阻外保护罩，包括从上到下依次连接的小尺寸上部构造、过渡板和大尺寸下部构造；
[0010]所述摆长调节机构安装在小尺寸上部构造内部的上端、且其中部开有供摆绳穿过的通孔；
[0011]所述摆绳的上端穿过摆长调节机构的通孔后与小尺寸上部构造的顶部连接，摆绳的底端与质量块的顶部中心连接；
[0012]所述弹簧的一端固定在大尺寸下部构造内壁，弹簧的另一端固定在质量块的侧壁上；
[0013]所述耗能系统为电涡流耗能系统，包括永磁体和非磁性导体，该永磁体安装在质量块底部，该非磁性导体为球冠面，非磁性导体安装在与永磁体位置对应的外保护罩下封板内侧、并与永磁体保持一定间隙，外保护罩下封板与大尺寸下部构造连接，外保护罩下封板做成与非磁性导体相匹配的球冠面。
[0014]其进一步技术方案是：所述摆绳为钢丝绳或链条。
[0015]其进一步技术方案是：所述质量块为圆形或方形，由单层或多层钢件构成，质量块外表面或外保护罩内表面设有缓冲垫。
[0016]其进一步技术方案是：所述弹簧为拉索弹簧，该拉索弹簧数量为4的n倍，n的取值为≥1的任意整数，所有拉索弹簧均布在质量块四周。
[0017]其再进一步技术方案是：所述连接构件为可伸缩式连接构件，该可伸缩式连接构件的一端与低风阻外保护罩的大尺寸下部构造外表面连接，可伸缩式连接构件的另一端与高耸结构的外表面连接；或该可伸缩式连接构件安装在大尺寸下部构造的底部、并与高耸结构的外表面连接。
[0018]由于采取上述技术方案，本技术之一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器具有以下有益效果：
[0019]1. 低风阻：
[0020]本技术之一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器的外保护罩，为上小下大结构形式的低风阻外保护罩，包括从上到下依次连接的小尺寸上部构造、过渡板和大尺寸下部构造，使该种调式调谐质量阻尼器在满足参数要求的情况下，小尺寸上部构造较其他摆式调谐质量阻尼器能最大限度的减小了调谐质量阻尼器受风压面积，降低风阻，降低了高耸结构进一步受风干扰的几率，因此该低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，可外挂于高耸结构外，尤其适用于单管通讯塔的抗风减振。
[0021]2. 频率参数可调：
[0022]本技术之一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，采用摆绳配以弹簧的频率调整方式，摆绳无刚度，截面可根据荷载需要进行设计，低频时可通过摆长调节机构在小尺寸上部构造内的位置，从而实现对摆绳长度的调节，从而实现质量块惯性摆动频率初次调节，高频时配以弹簧进行二次调节，避免高频摆长过小而无法吊装质量块的问题；因此本申请可以解决上摆式结构阻尼器在低频时需要无限降低摆杆刚度、摆杆截面细小，当最优质量块的重量较大时，摆杆承受拉力（压力）不足，甚至有超应力断裂的风险问题；同时还可以避免下摆式结构阻尼器因为摆杆刚度的需求决定了摆杆的截面尺寸、以及摆杆过小支撑质量块存在的失稳情况。
[0023]3. 阻尼稳定：
[0024]本技术之一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，采用一根摆绳，摆绳的上端穿过摆长调节机构的通孔后与小尺寸上部构造的顶部连接，摆绳的底端与质量块的顶部中心连接，将低风阻外保护罩下封板与非磁性导体做成球冠面结构，使质量块带动永磁体摆动时，永磁体和非磁性导体的球冠面具有同心圆，确保永磁体和非磁性导体的间隙能始终保持一致，从而保证了调谐质量阻尼器可提供稳定的阻尼，解决了平面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低风阻参数可调式调谐质量阻尼器，包括外保护罩（1）以及安装在外保护罩内的摆绳（2）和质量块（4），该外保护罩通过连接构件（8）与高耸结构（9）的外表面连接，其特征在于：还包括摆长调节机构（3）、弹簧（5）和耗能系统（6）；所述外保护罩为上小下大的低风阻外保护罩，包括从上到下依次连接的小尺寸上部构造（11）、过渡板（12）和大尺寸下部构造（13）；所述摆长调节机构安装在小尺寸上部构造内部的上端、且其中部开有供摆绳穿过的通孔；所述摆绳的上端穿过摆长调节机构的通孔后与小尺寸上部构造的顶部连接，摆绳的底端与质量块的顶部中心连接；所述弹簧的一端固定在大尺寸下部构造内壁，弹簧的另一端固定在质量块的侧壁上；所述耗能系统为电涡流耗能系统，包括永磁体（61）和非磁性导体（62），该永磁体安装在质量块底部，该非磁性导体为球冠面，非磁性导体安装在与永磁体位置对应的外保护罩下封板（7）内侧、并与永磁体保持一定间隙，外保护罩下封板与大尺寸下部...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁猛，资道铭，杨超，陶旭，刘志东，何家荣，熊高波，覃泽宇，徐鸿飞，
申请(专利权)人：柳州东方工程橡胶制品有限公司，
类型：新型
国别省市：