[发明专利]一种惯性质量放大型调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种惯性质量放大型调谐质量阻尼器，属于结构振动控制技术领域。所述的惯性质量放大型调谐质量阻尼器包括空心箱体、工字型质量块、齿轮a、齿轮b、矩形框、钢环、粘滞阻尼器、钢片、弹簧、转动轴和滚珠。本发明通过调整齿轮a和齿轮b的半径之比来放大惯性阻尼力；并且可以通过调整质量块质量、弹簧刚度等方便地改变阻尼参数；本发明的优点是设计质量较小，可避免附加重力过大给结构带来的不利影响，提升了结构的性能；本发明设计合理，占地空间较小，可以给建筑节省更多的使用面积，大大提高了建筑的利用效率，构造简单，且安装方便，具有广泛的应用前景和发展潜力。

技术领域

本发明属于结构振动控制技术领域，尤其涉及一种惯性质量放大型调谐质量阻尼器。

背景技术

随着我国经济社会的不断发展，超高层建筑、输电塔等高耸柔性结构的建设在我国蓬勃发展，并将长期在社会经济发展中发挥重要作用。我国作为一个灾害多发国家，建筑结构的抗震、抗风等防灾减灾设计始终是我们关注的重点，保证这些结构在地震、强风作用下的安全性和舒适性已经成为需要迫切解决的关键问题。调谐质量阻尼器作为一种广泛应用的被动控制阻尼器，在结构振动控制领域广泛应用。然而，在实际工程中调谐阻尼器要达到预定的减振目标，其质量需要设计的很大，通常要超过结构自身重量的1％。但是，由于受到安装空间的限制，阻尼器的质量不可能设计的很大，这就很难达到预定的减振目标。同时对于高耸柔性结构，附加质量过大会对结构产生不利的影响。本发明的创新点在于减小阻尼器的质量，阻尼器以较小的质量就可以提供较大的惯性阻尼力，减振效果大大提高。

发明内容

本发明针对现有技术中阻尼器质量普遍偏大的问题，本发明提出一种构造合理、质量小且减振效果好的惯性质量放大型调谐质量阻尼器。本发明减小高耸柔性结构的风振、地震响应，提高建筑的抗风抗震性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种惯性质量放大型调谐质量阻尼器,所述的惯性质量放大型调谐质量阻尼器包括空心箱体1、工字型质量块2、齿轮a3、齿轮b4、矩形框5、钢环6、粘滞阻尼器7、钢片8、弹簧9、转动轴10和滚珠11。

所述的空心箱体1安装在两面墙体之间；所述的工字型质量块2底部安装有多个滚珠11，工字型质量块2的腹板两侧开有齿槽，工字型质量块2放置在空心箱体1内部，工字型质量块2可在空心箱体1内部滑动，工字型质量块2的滑动方向与空心箱体1安装面间的垂直连线平行；所述的矩形框5两个相互平行的外侧边开有齿槽，另两个相互平行的外侧边开有矩形通孔；矩形框5一个开有通孔的外侧边安装有两个弹簧9，弹簧9的末端通过钢环6安装在空心箱体1内壁；矩形框5另一个开有通孔的外侧边安装有两个粘滞阻尼器7，粘滞阻尼器7的末端通过钢环6安装在空心箱体1内壁；两个弹簧9和两个粘滞阻尼器7互相平行，且与两面墙体间的垂直连线平行；所述的钢片8穿过矩形框5的通孔水平安装在空心箱体1内壁上，钢片8上装有滚珠，用于支撑矩形框5的滑动，矩形框5的滑动方向与两面墙体间的垂直连线平行；所述的齿轮a3共有两个，分别与工字型质量块2腹板上的两个齿槽咬合；所述的齿轮b4共有两个，分别与矩形框5两侧的齿槽咬合；所述的齿轮a3和齿轮b4两两一组安装在两个转动轴10上，齿轮a3、齿轮b4和转动轴10之间固定连接，实现同步转动；所述的每个转动轴10通过轴承竖直安装在空心箱体1内部。

进一步的，所述的齿轮a3的半径大于齿轮b4的半径；通过调整齿轮a和齿轮b的半径之比来调整惯性阻尼力的放大倍数，且半径比越大减振效果越明显。

进一步的，所述的空心箱体1、工字型质量块2、齿轮a3、齿轮b4、矩形框5、钢环6、钢片8、弹簧9、转动轴10和滚珠11均由不锈钢制成。

进一步的，所述的钢片8的截面加工成“凹”字型，以提高其抗弯刚度。

进一步的，本发明可通过调整弹簧9刚度改变阻尼参数。

进一步的，本发明可通过调整工字型质量块2的质量改变阻尼参数。