[实用新型]一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程结构振动控制装置技术领域,本实用新型涉及一种用于自立式高耸结构的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器。

背景技术

自立式高耸结构是社会生产生活中广泛应用的结构形式，随着国民经济的不断发展，风力发电塔、自立式输电线塔、高耸烟囱等结构逐渐增多，并且越来越往高柔方向发展。由于断面往往为圆形或近似圆形的多边形，细长的结构形式使得它们极易发生涡激共振，从而使其长期处于往复应力的工作状态，从而在未达到其极限荷载的情况下，就极有可能发生疲劳损伤导致的破坏，造成极大的经济损失。目前，调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper,TMD）已成功地应用于控制这类结构的风振响应，并逐渐成为最有效的手段之一。

常用于这类结构的调谐质量阻尼器主要有悬吊式、支承式和圆球式等。由于结构特点的限制，这些TMD往往质量块小巧、调频方式为弹簧或悬吊、阻尼形式为摩擦和粘滞两类。然而，摩擦耗能常常发生卡壳不工作的情况，粘滞阻尼器又必须有足够的空间，过大的空间往往使得自立式高耸结构局部迎风面积增大，同时不利于安装。因此，开发一种更稳定、高效、耐久且更易安装的小体积新型TMD减振装置对于调谐质量减振技术在该类结构中的推广应用具有一定的意义。

实用新型内容

要解决的技术问题:本实用新型的目的是开发一种阻尼形式合理、所需空间小、耐久性好、施工方便的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，该阻尼器由于将质量构件、刚度构件与阻尼构件在一个较小的空间内合理地整合在一起，极大地减小了TMD所需空间，且各个方向性能相同，对于风荷载引起的不同方向（顺风向和横风向）的振动均具有较好的减振效果，同时，由于采用将质量块、弹簧等元件密封于阻尼器之中，该TMD在复杂环境条件下具有较好的可靠性和耐久性。

技术方案：

本实用新型公开了一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，包括外加劲板、TMD外壳、可调弹簧、质量活塞、粘滞流体、隔板、密封滑动板、内加劲梁；所述的TMD外壳包括上盖板、下盖板、外挡板、内挡板；所述的可调弹簧包括弹簧圈、伸缩导杆、调节螺栓、弹簧节点；所述的质量活塞包括活塞体、阻尼孔；所述的隔板包括内隔板、外隔板；所述的密封滑动板包括外密封滑动板、内密封滑动板；所述的调谐质量阻尼器通过TMD外壳与自立式高耸结构连接；可调弹簧通过水平向铰接的弹簧节点与质量活塞和TMD外壳相连； TMD外壳与质量活塞、隔板共同构成的腔体内充满粘滞流体；外密封滑动板、内密封滑动板能够相互滑动。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，TMD外壳与质量活塞同轴，所述的调谐质量阻尼器下半部的内隔板和外隔板与下盖板连接，所述的调谐质量阻尼器上半部的内隔板和外隔板与上盖板连接。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，内密封滑动板与质量活塞连接。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，质量活塞放置于下盖板上；上盖板位于质量活塞顶部。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，所述的调谐质量阻尼器下半部的外密封滑动板与隔板连接。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，通过弹簧节点将可调弹簧与内加劲梁连接。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，质量活塞提供质量，可调弹簧提供刚度，惯性力引起质量活塞滑动，从而使得粘滞流体流经阻尼孔产生所需的阻尼。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，可调弹簧中通过去除或增加弹簧圈之间的调节螺栓，可改变弹簧的刚度，从而控制TMD的刚度。

所述的一体式孔隙耗能环形调谐质量阻尼器，阻尼孔内壁采用普通光滑型、螺旋型、或条纹纹理型形式。

阻尼器内挡板与自立式高耸结构外侧紧密贴合，采用焊接连接或螺栓连接的形式，保证阻尼器与结构之间不发生碰撞，且具有较好的传力性能。质量活塞与可调弹簧在水平面内完全铰接，并与上/下盖板滑动接触；可调弹簧与内/外挡板同样在水平面内完全铰接；内/外隔板与上/下盖板焊接连接，并做防漏处理；密封滑动板由两块环形钢板组成，两者接触部位做防漏和滑动面处理；若需更小的空间，也可采用图5所示的单弹簧TMD腔体。

其主要原理是：质量活塞提供质量，可调弹簧提供刚度，粘滞流体流经阻尼孔从而提供必要的阻尼。当结构受风荷载等动力荷载发生振动时，在惯性力的作用下，经过设计的阻尼器的质量活塞发生往复运动，从而挤压粘滞流体使得其通过阻尼孔发生流动。由于流体流经孔隙，产生了由流体粘度引起的沿程损失导致的摩擦阻尼和孔缩引起的局部损失阻尼，从而提供了TMD所需的阻尼。