CN104196953B - 一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，包括开设有板洞(8)的混凝土主体板(1)，在板洞(8)的外围开设有环形空腔(2)；环形空腔(2)内设有由弹簧(3)及颗粒群(4)构成的减振组件，混凝土主体板(1)的上下表面设有混凝土盖板(5)使环形空腔(2)形成封闭空间。与现有技术相比，本发明可以调谐长细结构的扭转频率，从而减弱结构绕长轴方向的扭转，并保证使用功能完备，而且制作安装简单，不影响施工使用功能要求。

Description

一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，尤其是涉及一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器。

背景技术

调谐质量阻尼器是近年来被广泛采用的一种减振装置，它由质量块、弹簧与阻尼系统组成。通过调节阻尼器的自振频率与主结构接近，达到与结构共振从而减振。现有的调谐质量阻尼器大多是针对结构的平动振动特性，即减弱结构水平方向及竖向振动，很少有用于减弱结构扭转的阻尼器。但是工程中发现，很多长细结构，比如人行天桥、连廊或者烟囱、高耸结构等扭转振型会过早出现，使用过程中受风荷载或者不平衡的人行荷载等会造成扭转加速度过大，影响舒适度甚至是安全性。本发明即是针对扭转情况的减振阻尼器，利用弹簧调节阻尼器的频率，利用颗粒群之间的碰撞增加能量消耗。而且安装方便，不影响结构的使用功能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种调谐长细结构的扭转频率，从而减弱结构绕长轴方向的扭转，并保证使用功能完备的抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，包括：

开设有板洞的混凝土主体板，在板洞的外围开设有环形空腔；

所述的环形空腔内设有由弹簧及颗粒群构成的减振组件，

混凝土主体板的上下表面设有混凝土盖板使环形空腔形成封闭空间。

作为优选的实施方式，环形空腔内的两端设置弹簧，两根弹簧之间设置颗粒群。其中，弹簧的刚度根据被控结构的扭转频率确定。通过调节增减弹簧的圈数调节刚度。颗粒群为数个钢球或混凝土球。

作为更加优选的实施方式，弹簧为50CrVA的合金螺旋弹簧。钢球或混凝土球的数量和大小根据阻尼器的减振要求确定。

环形空腔设有四个，呈分段式结构均匀分布在板洞的外围。

所述的混凝土主体板的尺寸根据长细结构的截面要求呈方形、圆形或异形。

所述的混凝土主体板的角部还设有与主体结构连接的角钢。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用混凝土作主体结构和颗粒的材料，可以大大降低装置造价。

(2)通过环形空腔内安装的弹簧和颗粒群起到调谐质量阻尼器中弹簧和质量块的作用。通过颗粒群之间的碰撞产生的声音辐射、摩擦热能或者是塑性变形等消耗能量，起到调谐质量阻尼器中粘滞阻尼器的作用。

(3)通过四个腔体内弹簧和颗粒群的共同作用，最终实现与被控结构的扭转频率调谐，起到减弱扭转振动的效果。

(4)各部分协同工作，制作安装简单，性价比较高，不影响施工和使用功能。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视结构示意图；

图3为混凝土盖板的主视结构示意图；

图4为混凝土盖板的侧视结构示意图。

图中，1为混凝土主体板，2为环状空腔，3为弹簧，4为颗粒群，5为混凝土盖板，6为角钢，7为盖板安装螺栓，8为板洞。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其结构如图1-2所示，该阻尼器主要由混凝土主体板1、弹簧3以及颗粒群4组成的减振组件等机构组成。

混凝土主体板1的尺寸根据长细结构的截面要求可以做成方形、圆形或者是异形，通过角部的角钢6与主体结构连接。在混凝土主体板1的中央还开设有板洞8，方便工人或者施工机械通过。在板洞8的外围开设有环形空腔2，本实施例中，环形空腔2设有四个，呈分段式结构均匀分布在板洞8的外围。

环形空腔2内的两端设置弹簧3，两根弹簧3之间设置颗粒群4。其中，弹簧3的刚度根据被控结构的扭转频率确定，可以通过增减弹簧3的圈数调节刚度。本实施例中，使用的弹簧3为50CrVA的合金螺旋弹簧。颗粒群4为数个钢球或混凝土球，数量和大小根据阻尼器的减振要求确定。另外，在混凝土主体板1两侧安装混凝土盖板5，其结构如图3、4所示，与混凝土主体板1相匹配。混凝土盖板5通过盖板安装螺栓7安装在混凝土主体板1的上下表面，使环形空腔2形成封闭空间。

该发明在工厂按照图纸尺寸完成混凝土的浇筑成型，为避免运输过程中产生较大振动，可以在现场安装调试。混凝土主体板1通过角钢6与被控结构连接固定。在现场调试过程中，增加或者减少弹簧3的圈数可以调节阻尼器的频率，从而与实际被控结构调频。调试结束后，将混凝土盖板5与混凝土主体板1通过盖板安装螺栓7固定。如此可以实现与调谐质量阻尼器相似的抵抗扭转的功能。

Claims (8)

1.一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，该阻尼器包括：

开设有板洞(8)的混凝土主体板(1)，在板洞(8)的外围开设有环形空腔(2)；

所述的环形空腔(2)内设有由弹簧(3)及颗粒群(4)构成的减振组件，

混凝土主体板(1)的上下表面设有混凝土盖板(5)使环形空腔(2)形成封闭空间。

2.根据权利要求1所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的环形空腔(2)内的两端设置弹簧(3)，两根弹簧(3)之间设置颗粒群(4)。

3.根据权利要求1所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，通过调节增减弹簧(3)的圈数调节刚度。

4.根据权利要求1或2所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的弹簧(3)为50CrVA的合金螺旋弹簧。

5.根据权利要求1或2所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的颗粒群(4)为数个钢球或混凝土球。

6.根据权利要求1所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的环形空腔(2)设有四个，环形空腔(2)呈分段式，沿圆周均匀分布在板洞(8)的外围。

7.根据权利要求1所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的混凝土主体板(1)的截面呈方形、圆形或异形。

8.根据权利要求1所述的一种抗纵轴扭转的调谐颗粒阻尼器，其特征在于，所述的混凝土主体板(1)的角部还设有用于连接的角钢(6)。