專利名稱：懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，尤其是一種能避免配重塊扭轉(zhuǎn)和抖動(dòng)，并能長(zhǎng)期使用而無(wú)需維修的減振控制裝置，可以用于塔式建筑結(jié)構(gòu)等的減振控制。
背景技術(shù)：
懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置(Tuned Mass Damper，簡(jiǎn)稱TMD)安裝在建筑結(jié)構(gòu)上，利用共振原理，將主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量吸收轉(zhuǎn)移到控制裝置上，從而減小建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)振和地震反應(yīng)，在國(guó)際國(guó)內(nèi)已經(jīng)有較多的應(yīng)用。計(jì)算分析和實(shí)踐證明，當(dāng)TMD質(zhì)量適當(dāng)，TMD控制裝置的頻率與主體結(jié)構(gòu)頻率接近，TMD的阻尼比在3～7％之間時(shí)，受控建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量被最大程度的轉(zhuǎn)移到TMD控制裝置上。在最優(yōu)的TMD裝置控制參數(shù)(包括TMD的質(zhì)量，頻率和阻尼)下，TMD裝置能減小主體受控結(jié)構(gòu)風(fēng)振和地震反應(yīng)達(dá)40～50％以上，減振控制效果十分可觀。
目前，已有的懸吊式TMD減振控制裝置主要由配重塊，吊線和阻尼器組成，如


圖1所示。配重塊3通過(guò)吊線2懸吊在主體結(jié)構(gòu)1上，配重塊與結(jié)構(gòu)之間設(shè)置活塞式阻尼器4和彈簧裝置5?，F(xiàn)有懸吊式TMD減振控制裝置存在如下問(wèn)題(1)僅用吊線(一般為鋼絞線)懸吊的配重塊容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)和上下抖動(dòng)，影響了控制穩(wěn)定性；(2)現(xiàn)有的懸吊式TMD減振控制裝置的阻尼裝置多采用活塞式阻尼器，加工完成之后不僅不能修改阻尼參數(shù)，而且存在比較嚴(yán)重的阻尼介質(zhì)滲漏等問(wèn)題，需要定期的檢查，往往幾年就需要完全更換。頻繁的檢修更換嚴(yán)重影響了其在實(shí)際工程中的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高現(xiàn)有的懸吊式TMD減振控制裝置的工作穩(wěn)定性，防止配重塊在工作中的抖動(dòng)和扭轉(zhuǎn)，并克服其阻尼裝置需要頻繁檢修更換等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，該裝置不僅能夠減小和控制結(jié)構(gòu)多個(gè)方向的水平振動(dòng)，而且避免了配重塊的扭轉(zhuǎn)和抖動(dòng)，而新的阻尼方式可以長(zhǎng)期使用無(wú)需維修更換。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案具體參見(jiàn)圖2～7，主要包括十字形萬(wàn)向鉸8、配重塊3、剛性吊桿16、摩擦阻尼片20、拉簧5；其中，十字形萬(wàn)向鉸8與主體結(jié)構(gòu)1連接，十字形萬(wàn)向鉸8轉(zhuǎn)軸的軸端周圍設(shè)置摩擦阻尼片20，配重塊3通過(guò)剛性吊桿16懸掛于十字形萬(wàn)向鉸8的下部，剛性吊桿16的底部采用拉簧15與主體結(jié)構(gòu)1連接。
所述的十字形萬(wàn)向鉸8中相對(duì)方向上的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)上軸承座7固定在主體結(jié)構(gòu)上的找平板6上，十字形萬(wàn)向鉸8另一相對(duì)方向上的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸上連接下軸承座14，下軸承座14與剛性吊桿16的上端通過(guò)連接橫梁固定連接，參見(jiàn)圖2、圖3。
所述的上軸承座7、下軸承座14上均設(shè)置帶防塵蓋的深溝球軸承11，由孔用彈性擋圈13、擋環(huán)10、隔離環(huán)12固定于軸承座的軸孔中，參見(jiàn)圖4。
所述的摩擦阻尼片20由阻尼片定位螺母21定位在上下軸承座上，兩摩擦阻尼片的端頭由調(diào)阻螺釘22和壓簧23聯(lián)結(jié)在一起，參見(jiàn)圖7。
所述的剛性吊桿16底部安裝拉簧連接件17，拉簧5的兩端均通過(guò)吊環(huán)螺釘19分別連接在拉簧連接件17、主體結(jié)構(gòu)1上，拉簧連接件17上下端設(shè)置由調(diào)節(jié)其上下高度的旋動(dòng)微調(diào)定位螺母18，參見(jiàn)圖5。
本實(shí)用新型用剛性吊桿16代替柔性吊線2，以避免配重塊3的扭轉(zhuǎn)和豎向抖動(dòng)，而采用的十字形萬(wàn)向鉸8能夠保證TMD對(duì)各個(gè)水平方向均起到減振控制作用。摒棄了傳統(tǒng)的活塞式阻尼器4，而采用包裹在十字形萬(wàn)向鉸轉(zhuǎn)軸部位的摩擦阻尼片20來(lái)提供TMD的阻尼，通過(guò)調(diào)節(jié)摩擦阻尼片的預(yù)緊力可以方便的調(diào)節(jié)TMD的阻尼。摩擦阻尼片制作簡(jiǎn)單，不存在活塞式阻尼器的滲漏和參數(shù)不穩(wěn)定等問(wèn)題，可以長(zhǎng)久使用而無(wú)需檢修。
采用上述結(jié)構(gòu)后，可以穩(wěn)定有效的進(jìn)行減振和振動(dòng)控制，根據(jù)需要可以方便地進(jìn)行三項(xiàng)控制參數(shù)的調(diào)整，并能長(zhǎng)期使用而無(wú)需檢修。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置構(gòu)造圖。
圖2是本實(shí)用新型的構(gòu)造圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4是深溝軸承局部放大圖。
圖5是下部拉簧部分的俯視圖。
圖6是十字形萬(wàn)向鉸軸承構(gòu)件圖。
圖7是摩擦阻尼片部分構(gòu)造圖。
圖中1-主體結(jié)構(gòu)，2-吊線，3-配重塊，4-活塞式阻尼器，5-拉簧，6-找平板，7-上軸承座，8-十字形萬(wàn)向鉸，9-軸用彈性擋圈，10-擋環(huán)，11-帶防塵蓋深溝球軸承，12-隔離環(huán)，13-孔用彈性擋圈，14-下軸承座，15-連接橫梁，16-剛性吊桿，1-拉簧連接件，18-調(diào)頻螺母，19-吊環(huán)螺釘，20-摩擦阻尼片，21-阻尼片定位螺母，22-調(diào)阻螺釘，23-壓簧。
具體實(shí)施方式
在主體結(jié)構(gòu)1上固定找平板6，如
圖1所示。上軸承座7固定在找平板上。帶防塵蓋的深溝球軸承11用擋環(huán)10、隔離環(huán)12和孔用彈性擋圈13固定于上軸承座的軸孔中，并由軸用彈性擋圈9卡緊，見(jiàn)圖4所示。十字形萬(wàn)向鉸8的兩軸承穿入深溝球軸承中(十字形萬(wàn)向鉸構(gòu)造參見(jiàn)圖6)，可以在一個(gè)平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。下軸承座14懸掛在十字形萬(wàn)向鉸的另一垂直方向的兩軸承上。下軸承座與十字形萬(wàn)向鉸軸承之間同樣安裝深溝球軸承，如圖2側(cè)面圖所示，使下軸承座能懸掛在十字形萬(wàn)向鉸下在另一垂直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。連接橫梁15則固定在兩下軸承座下。剛性吊桿16上端穿過(guò)連接橫梁，用螺栓予以固定，下端穿過(guò)配重塊3。配重塊可由若干塊板層疊起來(lái)以方便的調(diào)節(jié)配重塊的總質(zhì)量。吊桿底部安裝拉簧連接件17，如圖5所示。拉簧5的一端通過(guò)吊環(huán)螺釘19連接在拉簧連接件上，另一端則由吊環(huán)螺釘連接在主體結(jié)構(gòu)上。拉簧預(yù)拉足夠長(zhǎng)度，以保證在TMD運(yùn)行過(guò)程中一直處于受拉的工作狀態(tài)。通過(guò)旋動(dòng)微調(diào)定位螺母18可以上下調(diào)節(jié)拉簧連接件的高度(如
圖1，2)，從而調(diào)節(jié)該懸吊式TMD控制裝置的頻率。該TMD裝置采用摩擦阻尼片20來(lái)提供阻尼。摩擦阻尼片包裹在十字形萬(wàn)向鉸轉(zhuǎn)軸的四個(gè)軸端周圍(如
圖1，2，7所示)，由阻尼片定位螺母21定位在上下軸承座上。兩摩擦阻尼片端頭由調(diào)阻螺釘22和壓簧23聯(lián)結(jié)在一起，并施加一定的預(yù)緊力。調(diào)節(jié)調(diào)阻螺釘?shù)念A(yù)緊力可以很方便的調(diào)節(jié)TMD控制裝置的阻尼。
權(quán)利要求1.一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，包括配重塊(3)、拉簧(5)，其特征在于還包括十字形萬(wàn)向鉸(8)、剛性吊桿(16)、摩擦阻尼片(20)；其中，十字形萬(wàn)向鉸(8)與主體結(jié)構(gòu)(1)連接，十字形萬(wàn)向鉸(8)轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)置摩擦阻尼片(20)，配重塊(3)通過(guò)剛性吊桿(16)懸掛于十字形萬(wàn)向鉸(8)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于所述的十字形萬(wàn)向鉸(8)中相對(duì)方向上的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)上軸承座(7)固定在主體結(jié)構(gòu)上的找平板(6)上；十字形萬(wàn)向鉸(8)另一相對(duì)方向上的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸上連接下軸承座(14)，下軸承座(14)與剛性吊桿(16)的上端通過(guò)連接橫梁固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于所述的摩擦阻尼片(20)包裹在十字形萬(wàn)向鉸(8)轉(zhuǎn)軸周圍，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)阻螺釘(22)來(lái)調(diào)節(jié)摩擦阻尼片(20)的阻尼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于所述的剛性吊桿(16)底部安裝拉簧連接件(17)，拉簧(5)的兩端均通過(guò)吊環(huán)螺釘(19)分別連接在拉簧連接件(17)、主體結(jié)構(gòu)(1)上，拉簧連接件(17)上下端設(shè)置由調(diào)節(jié)其上下高度的旋動(dòng)微調(diào)定位螺母(18)以調(diào)節(jié)該減振控制裝置的頻率。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種懸吊式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，可以用于塔式建筑結(jié)構(gòu)等的減振控制。本裝置摒棄了現(xiàn)有裝置的柔性吊線，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(dòng)；利用十字形萬(wàn)向鉸連接主體結(jié)構(gòu)與剛性吊桿，使該質(zhì)量阻尼器對(duì)各方向的振動(dòng)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。本裝置可以穩(wěn)定有效的進(jìn)行減振和振動(dòng)控制，根據(jù)需要可以方便地進(jìn)行三項(xiàng)控制參數(shù)的調(diào)整，并能長(zhǎng)期使用而無(wú)需檢修。
文檔編號(hào)E04B1/98GK2878558SQ20062000728
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者紀(jì)金豹, 何浩祥, 鄢圣超, 閆維明, 樊柯 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)