[实用新型]一种三维多频调谐质量阻尼器装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种三维多频调谐质量阻尼器，属于风振控制和抗震、减震技术领域。

背景技术

结构被动控制是国内外研究最早应用最多的一种振动控制方式。从目前的状况来看，结构被动控制在理论上和应用上都取得了很多成果。被动控制不需要外部能源，它的原理是在结构某些部位安装隔震或其他消能装置，通过自身耗能来降低地震反应的控制方式。由于被动控制具有造价低廉，构造简单，易于维护且无需外部能源支持等优点，在土木工程界得到了广泛的关注且广泛应用在实际工程中。被动控制主要包括基础隔震、消能减震和被动调谐减震。

调谐质量阻尼器作为一种发展成熟的被动控制技术，当结构在外激励作用下产生振动时，带动调谐质量阻尼器系统一起振动，调谐质量阻尼器系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，调谐这个惯性力，使其对结构振动产生控制作用，从而达到减小振动反应的目的。由于调谐质量阻尼器其构造简单，易于维护和无需外界能量支持等特点，己经成功的在房屋建筑及大跨桥梁中用于减小风振及地震作用。

目前工程调谐质量阻尼器控制多为一个调谐质量阻尼器控制一个频率且在一个方向。即为有多少个方向振动用多少种类型调谐质量阻尼器，工程应用不太方便，调谐质量阻尼器系统造价高。多调谐质量阻尼器系统振动控制，只是将调谐质量阻尼器系统多个化，增加了控制频率的宽度，而控制方向还是同一方向。能否设计一种装置系统代替多个调谐质量阻尼器、节省造价、方便快捷的实现多个方向的振动控制一直是一个工程难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种三维多频调谐质量阻尼器，使阻尼器能控制结构多个方向振动，充分发挥阻尼器的控制作用。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种三维多频调谐质量阻尼器装置，包括上部水平调谐质量阻尼器装置、中部竖向调谐质量阻尼器装置、底部水平调谐质量阻尼器装置；所述上部水平调谐质量阻尼器装置包括第一上盖板、第一可调节质量块、第一水平限位挡柱、第一弹簧、第一水平向阻尼器、第一下盖板和第一装置侧板；第一水平限位挡柱分别与第一上盖板、第一下盖板螺栓连接，第一弹簧、第一水平向阻尼器都与第一装置侧板螺栓连接，且第一弹簧、第一水平向阻尼器都与第一可调节质量块螺栓连接，第一可调节质量块与第一上盖板、第一下盖板光滑接触，运动过程中第一弹簧、第一水平向阻尼器沿水平轴线拉伸或压缩；所述中部竖向调谐质量阻尼器装置包括第二上盖板、螺栓、第二弹簧、弹簧导棒、竖向阻尼器、第二可调节质量块和第二下盖板；其中第二上盖板与第二可调节质量块螺栓连接，竖向阻尼器上下端分别与第二上盖板、第二下盖板螺栓连接，第二弹簧、弹簧导棒同轴心且与第二上盖板、第二下盖板螺栓连接，第二弹簧支撑第二上盖板及第二可调节质量块的总重量，运动过程中第二弹簧沿弹簧导棒轴线拉伸或压缩；所述底部水平调谐质量阻尼器装置包括竖向限位挡板、第二水平限位挡柱、水平限位挡板、第三弹簧、第二水平阻尼器、下连接板、第三下盖板；其中第二水平限位挡柱与竖向限位挡板、第三下盖板螺栓连接，第三弹簧、第二水平阻尼器分别与水平限位挡板、第二装置侧板螺栓连接，下连接板与第三下盖板螺栓连接，运动过程中第三弹簧、第二水平阻尼器沿水平轴线拉伸或压缩；所述的第一下盖板与第二上盖板采用螺栓连接，第二下盖板与下连接板采用螺栓连接，将上部水平调谐质量阻尼器装置、中部竖向调谐质量阻尼器装置、底部水平调谐质量阻尼器装置连接在一起。

本装置工作原理如下：

地震或振动方向与上部水平调谐质量阻尼器装置运行方向一致时，上部水平调谐质量阻尼器装置工作，第一上盖板及第一水平限位挡柱限制第一可调节质量块的某个水平和竖向运动，第一可调节质量块沿弹簧轴向运动，从而实现对此方向的振动控制。

地震或振动方向与中部竖向调谐质量阻尼器装置运行方向一致时，中部竖向调谐质量阻尼器装置工作，水平限位挡板限制第二可调节质量块的两个水平方向的运动，第二可调节质量块及上部水平调谐质量阻尼器装置整体一起沿弹簧轴向运动，从而实现对此方向的振动控制。

地震或振动方向与底部水平调谐质量阻尼器装置运行方向一致时，底部水平调谐质量阻尼器装置工作，竖向限位挡板及第二水平限位挡柱限制下部水平调谐质量阻尼器装置工作时的某个水平和竖向运动，上部水平调谐质量阻尼器装置整体与中部竖向调谐质量阻尼器装置整体一起沿弹簧方向运动，从而实现对此方向的振动控制。

由以上各种情况，当建筑结构产生某一方向振动时，装置会相应的某一方向的调谐质量阻尼器装置工作，各方向质量块可重复利用，而且不会对其他方向产生附带影响，从而达到对建筑结构的多向振动的准确控制。