基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其涉及一種海洋平臺用的建筑結(jié)構(gòu)體系。本實用新型是一種基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其包括海洋平臺結(jié)構(gòu)、拉索、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD），所述海洋平臺結(jié)構(gòu)底端固定設(shè)置在海底上，所述拉索一端與海洋平臺側(cè)面連接，另一端固結(jié)于地基；所述拉索為預(yù)應(yīng)力拉索。本實用新型充分結(jié)合了拉索和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）的優(yōu)點，用簡單方便的措施有效地解決現(xiàn)有近海海洋平臺的振動變形問題。
【專利說明】基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其涉及一種海洋平臺用的建筑結(jié)構(gòu)體系?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]建筑物在外力(地震)作用下，結(jié)構(gòu)變形集中、耗能能力差，容易引起倒塌，這在歷次地震中屢見不鮮。近海海洋平臺結(jié)構(gòu)通常處于30-300米水深的海域內(nèi)，成年累月的遭受風(fēng)、浪、海流等載荷的作用，甚至遭受地震、浮冰、海嘯等突發(fā)外力的影響，因此，近海平臺的惡劣環(huán)境造成了平臺結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性問題。鑒于深海海洋平臺系泊技術(shù)中的張緊索系泊系統(tǒng)，采用系泊纜索將平臺直接固定在海底，有效地減小平臺在各種載荷作用下的水平偏移量以及扭轉(zhuǎn)偏移量。
[0003]結(jié)構(gòu)耗能減振技術(shù)是在結(jié)構(gòu)中設(shè)置一些耗能裝置以達到隔離、調(diào)諧、吸能、耗能減振的目的，通過在平臺內(nèi)部設(shè)置耗能器，耗散能量，從而減小結(jié)構(gòu)的振動。
[0004]調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(縮寫TMD)由質(zhì)量塊、彈簧與阻尼器構(gòu)成。由質(zhì)量塊將其振動頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)頻率附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以達到減振目的。質(zhì)量調(diào)諧阻尼器的主要工作原理是結(jié)構(gòu)受到振動作用時，通過微小的外部能源，調(diào)整半主動控制系統(tǒng)的剛度或者阻尼，使結(jié)構(gòu)的動力特性改變，以減小結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)。
[0005]通常先測定主結(jié)構(gòu)的自振頻率，把調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的自振頻率調(diào)整為大約與主結(jié)構(gòu)相同，并附加適當(dāng)阻尼，在外界激勵作用下，使主結(jié)構(gòu)以及調(diào)諧質(zhì)量阻尼器發(fā)生共振，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的慣性力反作用于主結(jié)構(gòu)，起到減振的作用。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在控制風(fēng)荷載和行人荷載方面有著獨特的優(yōu)勢，近年來也有學(xué)者將調(diào)諧質(zhì)量阻尼器應(yīng)用于地震控制當(dāng)中，但是其自振周期較長，控制頻帶較窄。
[0006]由于海洋平臺所處的海洋環(huán)境，常年處于風(fēng)荷載的作用下，而且平臺上的各種采油設(shè)備工作強度高，平臺長期受到內(nèi)部機械振動的影響，然而波浪荷載、風(fēng)荷載和機械荷載的振動頻率相對單一，因此安裝調(diào)諧質(zhì)量阻尼器也是海洋平臺振動控制的有效措施。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的技術(shù)效果能夠提供一種基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺結(jié)構(gòu)體系，用簡單方便的措施有效地解決現(xiàn)有近海海洋平臺的振動變形問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:其包括平臺、拉索，所述平臺底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索的一端與平臺側(cè)面連接，另一端固接于地基。
[0009]采用預(yù)應(yīng)力拉索將海洋平臺結(jié)構(gòu)與海底相連,通過預(yù)應(yīng)力拉索施加給海洋平臺一個向下的作用力，可以消除海洋平臺結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)振型，削弱平臺的扭轉(zhuǎn)變形，添加拉索是一種安全可靠、經(jīng)濟適用、施工方便、構(gòu)造簡單的減振和控制變形措施。
[0010]平臺上設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器設(shè)置在平臺頂部，可以將海洋平臺上的設(shè)施改造為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器將振動頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)頻率附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以達到減振效果。針對第一自振頻率進行結(jié)構(gòu)振動控制，該設(shè)施可以通過參數(shù)優(yōu)化，通過改變結(jié)構(gòu)共振特性，而達到減振效果。所述的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括質(zhì)量塊、彈簧、阻尼器和固定件，質(zhì)量塊與固定件之間分別設(shè)有彈簧、阻尼器。
[0011]所述拉索至少設(shè)置四根。
[0012]所述拉索采用鋼索或者合成纖維繩，鋼索的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，且易磨損、易扭結(jié)，易被海水腐蝕以及發(fā)生疲勞破壞。相比于鋼索，合成纖維繩質(zhì)量輕，具有浮力-重力中和的特性，可有效地降低平臺負(fù)載。而且合成纖維繩不易磨損、壽命較長、張力范圍大，不需要像鋼索一樣進行防腐處理，其強度高、模量也高。
[0013]本實用新型的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，用簡單方便的措施有效地解決現(xiàn)有近海海洋平臺的振動變形問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的實施例3結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實用新型的實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-平臺；2_拉索；3_質(zhì)量塊；4_彈簧；5_阻尼器；6_固定件。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，本實用新型的自復(fù)位海洋平臺包括平臺1、拉索2，所述平臺I底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索2的一端與平臺I側(cè)面連接，另一端固接于地基。
[0021]拉索2與平臺I的四個側(cè)面連接,每面設(shè)置一條拉索2。拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，材料采用鋼索或合成纖維繩。拉索2可選用自復(fù)位能力較好的形狀記憶合金材質(zhì)。
[0022]實施例2
[0023]如圖2所示，本實用新型的自復(fù)位海洋平臺包括平臺1、拉索2，所述平臺I底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索2的一端與平臺I側(cè)面連接，另一端固接于地基。
[0024]拉索2設(shè)置在平臺I的兩個對稱面上，每個面分別設(shè)置兩條，同一面的拉索2互相平行。拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，材料采用鋼索或合成纖維繩。拉索2可選用自復(fù)位能力較好的形狀記憶合金材質(zhì)。
[0025]實施例3
[0026]如圖3所示，本實用新型的自復(fù)位海洋平臺包括平臺1、拉索2，所述平臺I底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索2的一端與平臺I側(cè)面連接，另一端固接于地基
[0027]拉索2設(shè)置在平臺I四個側(cè)面上,每面設(shè)有兩條拉索2，每個面設(shè)置的兩條拉索2底端固定在同一位置。拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，材料采用鋼索或合成纖維繩。拉索2可選用自復(fù)位能力較好的形狀記憶合金材質(zhì)。[0028]實施例4
[0029]如圖4所示，本實用新型的自復(fù)位海洋平臺包括平臺1、拉索2、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，所述平臺I底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索2的一端與平臺I側(cè)面連接，另一端固接于地基。平臺I上設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器設(shè)置在平臺I的頂部，所述的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括質(zhì)量塊3、彈簧4、阻尼器5和固定件6，質(zhì)量塊3與固定件6之間分別設(shè)有彈簧4、阻尼器5。
[0030]拉索2設(shè)置在平臺I四個側(cè)面上,每面設(shè)有兩條拉索2，每個面設(shè)置的兩條拉索2底端固定在同一位置。拉索2為預(yù)應(yīng)力拉索，材料采用鋼索或合成纖維繩。拉索2可選用自復(fù)位能力較好的形狀記憶合金材質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其特征在于，包括平臺(I)、拉索(2 )，所述平臺(I)底端固定設(shè)置在地基上；所述拉索(2 )為預(yù)應(yīng)力拉索，所述拉索(2 )的一端與平臺(I)側(cè)面連接，另一端固接于地基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其特征在于，平臺(I)上設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器設(shè)置在平臺(I)的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其特征在于，所述的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括質(zhì)量塊(3)、彈簧(4)、阻尼器(5)和固定件(6)，質(zhì)量塊(3)與固定件(6)之間分別設(shè)有彈簧(4)、阻尼器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其特征在于，所述拉索(2 )至少設(shè)置三根。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和拉索的自復(fù)位海洋平臺，其特征在于，所述拉索(2 )采用鋼索或合成纖維繩。
【文檔編號】E02B17/00GK203755278SQ201420108501
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張紀(jì)剛, 牛群, 蘇銳, 溫琦, 王劍閣, 胡先坤 申請人:青島理工大學(xué)