[发明专利]一种用于高柔塔筒结构的拉索式减振耗能系统

说明书

本发明涉及高柔塔筒减振加固领域，具体涉及一种利用拉索将塔身弯曲变形与放置于地面的阻尼装置相连的适用于高柔塔筒的新型减振耗能系统，为在原有的高柔塔筒减振基础之上，使得阻尼器安装更加方便，减振效果更加明显等需要而发明。该拉索式减振耗能系统包括拉索、定位滑轮、转向定滑轮、塔顶锚固装置、阻尼器(黏滞阻尼器、活塞式空气阻尼器、摩擦阻尼器、电磁阻尼器等均可安装)。本发明将塔身弯曲振动的能量充分转化为拉索底端的伸缩运动，再通过阻尼器实现能量耗散。其次，本发明中的阻尼器直接固定于地面，不会对结构本身产生额外的荷载，设计方式灵活，能够在不改变结构自身动力特性的前提下，最大限度发挥阻尼器耗能效果。

技术领域

本发明涉及高柔塔筒减振加固领域，具体涉及一种利用拉索来将塔身弯曲变形与放置于地面的阻尼装置相连的适用于高柔塔筒的新型减振耗能装置。

背景技术

高柔塔筒结构是工程中很常见的一种高耸结构，在风力发电塔、烟囱、水塔等领域广泛应用。塔筒结构除自身振动外，由于其所处的特殊环境，可能还要承受风荷载、地震荷载以及海浪等动力作用，如何高效、经济地降低塔架结构的振动，就成为了一个亟待解决的重要问题。

假若采用增加塔架结构自身刚度的方法来阻止外部能量进入塔身，比如加大构件的截面尺寸或选取弹性模量更高的材料等，十分不经济，而通过优化设计的方式促使能量耗散则是解决这一问题的更有效方法。传统的耗能方式往往通过TMD阻尼器来实现，然而TMD阻尼器通常是安装在高柔塔筒靠近塔顶的位置，这样就会对结构产生额外的附加荷载，导致突出的P-delta效应,对结构整体稳定性产生不利影响。

发明内容

本发明实施的目的在于提供一种用于高柔塔筒减振加固的拉索式减振耗能系统，该阻尼器的特点是通过拉线方法将构件的弯曲变形通过局部伸长量累积，转化为拉索底端的伸缩运动，再利用阻尼装置实现集中能量耗散，由此解决现有高柔塔筒使用的阻尼器选用范围受限，且对结构动力特性产生不利影响，可靠性低等问题。

为实现上述目的，具体地，该拉索式减振耗能系统，其特征在于，包括拉索、定位滑轮、转向定滑轮、阻尼器、塔顶锚固装置。拉索的走向通过定位滑轮和转向定滑轮的布设来决定，拉索在塔底的一端连接阻尼器。

进一步地，所述拉索的布设是沿塔壁从塔底竖直延伸到塔顶，在拟控制的振动方向上对称布置，也可在各个方向均匀布置。其上端锚固于塔顶，锚固前对拉锁进行预张拉，使其保持绷紧状态，使其具有足够的刚度以提高能量转换效率；其中间段位置由沿塔壁竖直布置的定位滑轮来确定；其靠近塔底的一端根据阻尼器布置方式可分为两种方案：方案一中阻尼器在塔底中间位置水平放置，则拉索靠近塔底塔壁的一端通过转向定滑轮的位置来确定，拉索末端与阻尼器活动端相连接；方案二中阻尼器在塔底靠近塔壁一侧竖直放置，则拉索靠近塔底的一端直接与阻尼器活动端相连接。

进一步地，所述的塔顶锚固装置，采用的是钢丝绳楔形接头作为锚头，固定于高柔塔筒塔顶锚箱内。锚箱为一块U型安装板，安装板底部留有2个洞口与塔壁(6)顶端螺栓连接，安装板两侧翼各一个洞口用于楔形接头的安装。

进一步地，所述定位滑轮包括左右两个转动轮、转动轮轴承、转动轮后方安装板，安装板上留有6个空洞，与塔壁螺栓连接，按照一定间隔沿塔身布置，以确保拉索紧贴塔壁。

进一步地，所述转向定滑轮包括一个转动轮、转动轮轴承、转动轮安装板，安装板上留有4个空洞与塔壁底端螺栓连接，安装固定在塔底内壁对应拉索的位置，用于拉索转向。

进一步地，所述的阻尼器可以是传统的黏滞阻尼器，也可根据需要灵活选取其他阻尼器，方案一中阻尼器在塔底中间位置水平布置，方案二中阻尼器在塔底靠近塔壁一侧竖直放置；阻尼器活动端与拉索相连接，固定于地面之上。

相对于现有技术，本发明实施例具有如下优点：