【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构减振，特别涉及一种信号塔用多级调谐阻尼器及信号塔。
技术介绍
1、单管塔被广泛的应用于5g通信设备的搭载基础，由于建设的需求，其挂载设备常常会随着5g建设的变化而变化，由于其阻尼很小，在轻微环境激励下都会引起明显的振动，随着挂载设备的增加会导致其顶部振动过大，带来安全问题，所以，对塔体顶部振动的控制显得尤为关键。
2、通过适当的阻尼装置来控制铁塔的水平振动以提高铁塔的挂载能力是一种较为理想的方法。在细高建筑物顶部设置调谐质量阻尼器（tmd）以抵抗风载荷或地震等引起的结构振动是一种成熟稳定且可靠的技术，该方法通过惯性力和阻尼来减小主结构的动力响应，能有效抑制结构对风和谐波激励的响应。将tmd用于信号塔的振动控制研究较少，潘汉明等对圆锥单管塔斜拉弹簧阻尼器（tsd）系统进行了研究，研究发现，在信号塔上增加带斜拉弹簧类的调谐质量阻尼器可以有效的控制铁塔的风振。屠海等总结了单管塔结构阻尼比对风荷载的影响规律。murtagh等人采用简单线性随机振动模型定性研究了调谐质量阻尼器(tmd)对风力机塔架前后方向振动的影响。在类似的高耸结构上，调谐质量阻尼器的应用非常广泛,但传统tmd受限于结构尺寸，其阻尼比较小，减振频带非常窄，一旦错开调谐频率，其减振效果便会明显下降。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的之一在于提供一种信号塔用多级调谐阻尼器，以有效扩宽调整调谐质量阻尼器的作用频带，减轻信号塔的风振响应；本专利技术的目的之二在于提供一种风振响应小的信号塔
2、为达到上述目的，本专利技术所提出的技术方案为：
3、本专利技术公开了一种信号塔用多级调谐阻尼器，其包括摆式调谐质量阻尼器。该摆式调谐质量阻尼器包括外壳、悬吊元件和颗粒阻尼器组。颗粒阻尼器组通过悬吊元件高度可调地吊于外壳内。颗粒阻尼器组包括一个或多个上下叠置的颗粒阻尼器，颗粒阻尼器包括蜂窝板，蜂窝板的每个蜂窝空腔内填装有阻尼颗粒。
4、优选的，悬吊元件包括摆绳、螺纹杆和调节螺母，摆绳的一端连接至外壳顶部，摆绳的另一端与螺纹杆的一端连接。蜂窝板设有中心孔，颗粒阻尼器通过中心孔套设在螺纹杆上。螺纹杆上螺纹连接两个分别位于颗粒阻尼器组两侧的调节螺母，用于调节颗粒阻尼器组的设置高度。
5、进一步的，颗粒阻尼器组在螺纹杆上的安装高度与信号塔振动频率满足关系式：
6、
7、其中，为重力加速度，为信号塔与信号塔用多级调谐阻尼器的质量比。
8、优选的，每个蜂窝空腔内填装的阻尼颗粒的数量具有如下三种方案：一是在每个蜂窝空腔内填装一颗阻尼颗粒。二是在每个蜂窝空腔内平铺三颗水平环绕排布的阻尼颗粒。三是在每个蜂窝空腔内平铺七颗阻尼颗粒，并且其中六颗阻尼颗粒以另一颗阻尼颗粒为中心水平环绕排布。
9、优选的，阻尼颗粒与蜂窝空腔的碰撞间隙d与阻尼颗粒的半径r满足关系式：d≤r/2。
10、优选的，阻尼颗粒与蜂窝板的质量比为1～2。
11、优选的，阻尼颗粒包括球壳和设于球壳内的球心，球心与球壳之间具有碰撞间隙。
12、进一步的，球壳包括外层球壳和设于外层球壳内的内层球壳，外层球壳和内层球壳之间具有碰撞间隙，球心设于内层球壳内。
13、进一步的，外层球壳、内层球壳和球心的半径满足关系式：
14、
15、
16、其中，为外层球壳的半径，为内层球壳的半径，为球心的半径，、为修正系数，为外层球壳和内层球壳之间的碰撞间隙，为内层球壳和球心之间的碰撞间隙。
17、优选的，摆式调谐质量阻尼器还包括至少两个沿螺纹杆周向均布的拉簧或者辅助阻尼器。
18、进一步的，辅助阻尼器包括弧形轨道、质量球和弹簧。弧形轨道的一端通过弹簧与外壳连接，另一端通过弹簧与螺纹杆连接，质量球滚动或者滑动设于弧形轨道内。
19、优选的，阻尼颗粒与蜂窝板的碰撞恢复系数为0.6～0.8。
20、优选的，蜂窝空腔的内壁设有弹性板。弹性板的硬度优选40～60洛氏硬度。
21、优选的，蜂窝板内填装的阻尼颗粒以中心孔为中心由内至外重量逐渐减小。颗粒阻尼器组中每个颗粒阻尼器内阻尼颗粒的总重量从位于中间的颗粒阻尼器至位于端部的颗粒阻尼器逐渐减小。
22、优选的，信号塔用多级调谐阻尼器还包括用于将摆式调谐质量阻尼器安装在信号塔上的环形夹具。该环形夹具周围连接有至少三个周向均布的摆式调谐质量阻尼器。
23、本专利技术还公开了一种信号塔，其顶部安装有本专利技术的信号塔用多级调谐阻尼器。
24、优选的，信号塔的顶面设有透视观察窗，透视观察窗沿周向设有指示方位的刻度，透视观察窗的中心处悬吊有位于信号塔内的指示针。
25、采用上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
26、1、本专利技术的信号塔用多级调谐阻尼器耦合传统的摆式调谐质量阻尼器和颗粒阻尼器，一方面通过颗粒阻尼器的质量充当调谐的作用，另一方面通过颗粒阻尼器的阻尼颗粒与蜂窝板之间的动量交换以及碰撞摩擦耗能耗散信号塔的振动能量，促进了阻尼器的调谐作用，扩展了阻尼器的通用性，提高了阻尼器的阻尼性能，并有效扩宽了阻尼器在非调谐频率下的调谐频率范围，具有更好的减振效果。
27、2、本专利技术的信号塔安装有本专利技术的信号塔用多级调谐阻尼器，信号塔用多级调谐阻尼器能够有效控制塔顶位移，使塔顶位移有大幅度的降低，提高信号塔的抗风能力。
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1.一种信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，包括：摆式调谐质量阻尼器（1）；所述的摆式调谐质量阻尼器（1）包括：外壳（11）、悬吊元件和颗粒阻尼器组；所述的颗粒阻尼器组通过悬吊元件高度可调地吊于外壳（11）内，所述的颗粒阻尼器组包括一个或多个上下叠置的颗粒阻尼器（15），所述的颗粒阻尼器（15）包括蜂窝板（151），所述的蜂窝板（151）的每个蜂窝空腔（153）内填装有阻尼颗粒（16）。
2.根据权利要求1所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，还包括至少两个沿所述的螺纹杆（13）周向均布的拉簧（3）或者辅助阻尼器（4）；所述的辅助阻尼器（4）包括：弧形轨道（41）、质量球（42）和弹簧（43）；所述的弧形轨道（41）的一端通过弹簧（43）与外壳（11）连接，另一端通过弹簧（43）与螺纹杆（13）连接，所述的质量球（42）滚动或者滑动设于弧形轨道（41）内。
4.根据权利要求2所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任意一项所述的信号塔用多级调
6.根据权利要求5所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，所述的球壳包括外层球壳（163）和设于外层球壳（163）内的内层球壳（162），所述的外层球壳（163）和内层球壳（162）之间具有碰撞间隙，所述的球心（161）设于内层球壳（162）内；
7.根据权利要求1～4任意一项所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，
8.根据权利要求1～4任意一项所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，还包括用于将所述的摆式调谐质量阻尼器（1）安装在信号塔（5）上的环形夹具（2），所述的环形夹具（2）上连接有至少三个周向均布的所述摆式调谐质量阻尼器（1）；所述的蜂窝空腔（153）的内壁设有弹性板。
9.一种信号塔，其特征在于，其顶部安装有权利要求1～8任意一项所述的信号塔用多级调谐阻尼器。
10.根据权利要求9所述的信号塔，其特征在于，所述的信号塔（5）的顶面设有透视观察窗（6），所述的透视观察窗（6）沿周向设有指示方位的刻度（7），所述的透视观察窗（6）的中心处悬吊有位于信号塔（5）内的指示针（8）。
...【技术特征摘要】
1.一种信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，包括：摆式调谐质量阻尼器（1）；所述的摆式调谐质量阻尼器（1）包括：外壳（11）、悬吊元件和颗粒阻尼器组；所述的颗粒阻尼器组通过悬吊元件高度可调地吊于外壳（11）内，所述的颗粒阻尼器组包括一个或多个上下叠置的颗粒阻尼器（15），所述的颗粒阻尼器（15）包括蜂窝板（151），所述的蜂窝板（151）的每个蜂窝空腔（153）内填装有阻尼颗粒（16）。
2.根据权利要求1所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，还包括至少两个沿所述的螺纹杆（13）周向均布的拉簧（3）或者辅助阻尼器（4）；所述的辅助阻尼器（4）包括：弧形轨道（41）、质量球（42）和弹簧（43）；所述的弧形轨道（41）的一端通过弹簧（43）与外壳（11）连接，另一端通过弹簧（43）与螺纹杆（13）连接，所述的质量球（42）滚动或者滑动设于弧形轨道（41）内。
4.根据权利要求2所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任意一项所述的信号塔用多级调谐阻尼器，其特征在于，所述的阻尼颗粒（16）包括球...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗元易，彭坤玉，
申请(专利权)人：厦门环寂高科有限公司，
类型：发明
国别省市：
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