[发明专利]一种惯容式多向调谐型吸能减振装置

说明书

本发明属于工程结构减振技术领域，具体涉及一种多向调谐型吸能减振装置。一种惯容式多向调谐型吸能减振装置，包括质量块、传动装置和旋转装置；所述质量块通过传动装置与旋转装置连接。本发明通过改变质量块结构形式以实现惯容效果、改进减振装置的质量调谐方式、提高减振装置的能量吸收与耗能的效率。

技术领域

本发明属于工程结构减振技术领域，具体涉及一种多向调谐型吸能减振装置。

背景技术

近年来，随着社会经济发展，高层及超高层建筑大量涌现，高耸构筑物也得到大量建设。高层以及高耸结构由于其柔性大、阻尼低的特点，在强风和地震作用下传统设计方法难以较好的平衡经济性和抗震和抗风的需要。如何在进一步提高工程结构在外界激励作用下的安全性及达到使用功能要求的同时确保工程经济性，受到人们的广泛关注。

减振控制技术被认为是减轻工程结构振动响应的一种较为经济的技术手段，合理且有效的减振控制措施可适当减小高层、高耸结构在风振、地震等激励下的动力响应，在工程成本可控的前提下显著提高结构防灾能力。

传统调谐质量阻尼器（TMD）系统是由质量块、弹性元件和阻尼元件三大组件所组成的减振控制系统。当外力施加于主体结构时可带动调谐质量阻尼器系统一起振动，合理的调谐设计使得能量由主结构转移至质量块再由消能阻尼元件耗散，从而达到抑制主体结构振动的效果。

然而，现有主流的调谐质量阻尼器都是基于线性刚度和阻尼进行设计的，只能针对目标频率产生窄频带的吸振作用，鲁棒性差，无法有效满足实际情况中作用方向多维度性的减振要求。一旦主结构的振动频率与理论设计值出现一定偏差，或者主结构在地震作用或者动力作用下发生刚度退化等情况，则传统线性的调谐质量阻尼器的减振效果将显著降低。传统基于线性刚度和阻尼的调谐质量阻尼器为了提高减振效果，往往要求具备很大的调谐质量，或者通常需要搭配其他限位元件来控制它的行程，增加了设计和建造的成本，且适用范围较小，在实际工程中很难实现。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的传统调谐质量阻尼器（TMD）系统存在的缺陷，提供一种惯容式多向调谐型吸能减振装置。本发明的装置不仅可以减小所需质量块的质量，还可以控制多个方向的振动，以减小高层、高耸结构在风荷载、地震等作用下的动力响应，达到耗能减振的结果；本发明通过耦合调谐质量阻尼器系统和惯容系统，在不添加额外调谐质量的同时提高了系统的耗能效率，显著提升减振效果。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种惯容式多向调谐型吸能减振装置，包括质量块、传动装置和旋转装置；所述质量块通过传动装置与主体框架连接。

作为本发明的一种优选方式，所述的质量块包括若干转动圆盘、固定所述圆盘的中心转轴以及外部箱体。

进一步优选地，所述的旋转装置包括转盘，所述转盘通过连接杆转动连接滑动装置。

进一步优选地，所述的滑动装置包括环形槽、导杆及套装在所述导杆上的滑块，所述导杆的两端嵌在环形槽内，所述滑块与所述连接杆连接。

进一步优选地，所述的传动装置包括滚珠丝杆；所述滚珠丝杆安装在所述转盘上；所述丝杆的滚珠螺母通过齿轮啮合与所述转动圆盘的中心轴传动连接。

进一步优选地，所述质量块连接若干阻尼消能装置；所述的消能阻尼装置等间隔设置，一端固定在所述外轴承上，另一端连接转接杆。

进一步优选地，所述质量块与框架立柱之间设有第一弹簧；所述第一弹簧一端与框架立柱连接，另一端与转接杆连接。

进一步优选地，所述质量块与框架立柱之间设有第二弹簧，所述第二弹簧一端与框架立柱连接，另一端与外轴承连接。

进一步优选地，所述质量块的底部安装有全向轮。

本发明具有以下有益效果：