[其他]抑制结构振动的装置

说明书

本发明涉及一种抑制诸如建筑物和桥梁等结构振动的装置，振动是由风、地震或其他引起的。

随着高强度材料的最新发展以及在制造工程和计算机结构分析方面的突飞猛进，高耸的结构变得既轻又韧。这种轻韧的高耸结构的趋势是自然频率和振动阻尼因数变小，因此可能因地震或风引起的外力而意外地产生振幅很大的各种振动。这种结构的振动给人们带来不安，并且有可能使应力超过结构允许的范围。

因此，本发明的一个目的是提出一种经济而有效地抑制由风、地震引起结构振动的装置。

根据这个和其他目的，本发明提出一种抑制结构振动的装置，它包括一个置于结构中容纳抑制结构振动用液体的槽，其所能容纳的液体量，使液体在固有周期方面等于结构。

现参照附图举例说明本发明。

图1是具有本发明振动抑制装置的建筑物的示意前视图，装置置于屋顶并以垂直切面表示;

图2是图1中振动抑制装置的放大平面图;

图3是图2中振动抑制装置的轴向切面图;

图4是图1中具有振动抑制装置的建筑物的示意模型;

图5是本发明另一个实施方案的轴向图;

图6是图1中振动抑制装置改进形式的平面图;

图7是图1中振动抑制装置另一个改进形式的平面图;

图8是图7中振动抑制装置的轴向切面;

图9是图5中装置改进形式的轴向切面;

图10是沿图9中Ⅹ-Ⅹ线的改进形式的切面图;

图11是沿图13中Ⅺ-Ⅺ线，图1中装置另一改进形式的切面图;

图12是图11中装置在分隔件升起时的轴向切面;

图13是图11中装置在分隔件降下时的轴向切面;

图14是图11中加速度探测系统的简图;

图15是具有本发明振动抑制装置的钢索吊桥的侧视图;

图16是图15中钢索吊桥具有基本改进部分的平面图;

图17是沿图16中ⅩⅦ-ⅩⅦ线的放大图;

图18是装在图15中桥的一个塔架顶的装置的放大垂直切面;

图19是图1中装置另一个改进形式的垂直切面;

图20是图1中装置的又一个改进形式;

图21是图20中装置的平面图;

图22是具有图20中装置的建筑物模型的示意图;

图23是本发明另一实施方案的部分切开的透视图;

图24表示图23中振动抑制装置装于建筑物的天花板上;

图25简略表示在实验中用的一个模型;

图26是在图25的模型上作比较试验的曲线图，它未采用振动抑制水;

图27是在模型上作试验的曲线图，它采用了振动抑制水。

现参考图1至图3，根据本发明构成的振动抑制装置1通过由弹性板与钢板交替堆叠而成的普通振动隔绝座3最佳地装在建筑物2的屋顶。振动抑制装置1包括一个装在支承座3上面的空心圆柱形槽4，槽4具有一个上开口端5。振动抑制装置1最好安置在建筑物2的屋顶以有效地抑制由地震，风等引起的振动。槽4也可用来盛装饮用水或消防水。

所设计的槽4所能容纳的液体W量，使液体W在固有周期方面等于建筑物2以抑制建筑物的振动。建筑物2和振动抑制装置1基本上显示了与图4所示振动模型振动特性近似的振动特性。振动模型由代表建筑物2的第一振动系统A和代表槽4内液体W振动模型的第二振动系统B组成，第二振动系统B顺次连接第一振动系统A。第一振动系统A包括一个质量为Mo的第一体6A，一个具有弹簧常数Ko并支承第一体6A的第一弹簧7A，以及一个具有阻尼因数ho并与第一弹簧7A平行的第一阻尼器8A。第二振动系统B具在一个质量为Ml的第二体6B，一个具有弹簧常数Kl并支承第二体6B的第二弹簧7B，以及一个具有阻尼因数hl并与第二弹簧7B平行的第二阻尼器8B。

当振动系统A受到施加在体6A上的外力并振动，振动系统B开始以第一振动系统A振动周期的1/4相移振动。第一振动系统A的振动藉振动系统A和B之周期相等得以抑制。振动系统i之周期Ti一般用式（1）表示：

T i = 2 π M iK i]]>

其中Mi是振动系统i的质量，而Ki是弹簧常数。由于建筑物2的周期To由其质量Mo和弹簧常数Ko确定，液体W的周期Tl靠适当地选择槽4的尺寸和容积以等于周期To。