一种调谐质量减振装置

摘要

一种调谐质量减振装置，包括：型材，具有腹板，型材固定在待减振结构件上或者构成所述待减振结构件的一部分；板簧，所述板簧沿水平方向穿过型材的腹板，且关于所述腹板对称布置；设置在板簧两端的质量块；阻尼部，阻尼部的一端在质量块的竖直移动方向上与相应的质量块相关联，阻尼部的另一端固定连接到所述待减振构件。调谐质量减振装置还可包括刚度限定部，用于限定所述板簧在竖直方向上能够弹性移动的自由长度。利用本发明的技术方案，可以有效利用型钢梁高度空间，减少了对建筑净高的要求，提高建筑空间的利用率及减振装置的适用性。

权利要求

1.一种调谐质量减振装置，包括：

型材，具有腹板，型材固定在待减振结构件上或者构成所述待减振结构件的一部分；

板簧，所述板簧沿水平方向穿过型材的腹板，且关于所述腹板对称布置；

设置在板簧两端的质量块；

阻尼部，阻尼部的一端在质量块的竖直移动方向上与相应的质量块相关联，阻尼部的另一端固定连接到所述待减振构件；和刚度限定部，用于限定所述板簧在竖直方向上能够弹性移动的自由长度，其中：所述刚度限定部包括四个刚性垫块，在板簧的上下两侧分别布置在所述腹板的两侧，每一个刚性垫块与板簧接触，且板簧在腹板两侧的所述自由长度相同。

2.根据权利要求1所述的调谐质量减振装置，其中：腹板上设置有螺纹孔；

每一个刚性垫块上设置有通孔；

横向螺栓通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫块固定连接到所述腹板上。

3.根据权利要求1所述的调谐质量减振装置，其中：腹板上设置有孔；

每一个刚性垫块上设置有通孔；

横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧。

4.根据权利要求1所述的调谐质量减振装置，其中：所述刚度限定部包括多个刚性垫片，在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均设置有刚性垫片，每一个刚性垫片的一端与所述板簧接触，且板簧在腹板两侧的所述自由长度相同。

5.根据权利要求4所述的调谐质量减振装置，其中：腹板上设置有多个螺纹孔；

每一个刚性垫片上设置有通孔；

横向螺栓通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫片固定连接到所述腹板上。

6.根据权利要求4所述的调谐质量减振装置，其中：腹板上设置有多个孔；

每一个刚性垫片上设置有通孔；

横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧。

7.根据权利要求5或6所述的调谐质量减振装置，其中：在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均设置叠加固定的多个刚性垫片。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的调谐质量减振装置，其中：所述质量块包括多个质量子块，所述多个质量子块通过纵向螺栓连接到板簧的两端。

说明书

一种调谐质量减振装置

技术领域

[0001] 本发明涉及结构减振控制领域，尤其涉及一种调谐质量减振装置。

背景技术

[0002] 调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)采用调谐吸振的减振策略，是一种依靠在结构某部位施加惯性质量，并配以弹簧单元及阻尼单元，通过惯性质量与主结构控制振型谐振吸收及消耗主结构振动能量的减振装置。

[0003] 由于TMD对建筑功能影响较小，仅占用较少部分的建筑空间，且便于安装检修与更换，广泛应用于人行天桥、大跨结构竖向振动控制及高层结构的风振响应控制，有着较好的工程应用前景。

[0004] TMD对于调谐频率较为敏感，频率失调会明显降低TMD的有效性，甚至对受控结构带来不利影响，现有TMD减振装置的弹簧单元一旦安装完成刚度很难调整，易产生频率失调的问题。

发明内容

[0005] 为了克服或缓解上述技术问题中的至少一个方面，提出本发明。

[0006] 根据本发明的一个方面，提出了一种调谐质量减振装置，包括：型材，具有腹板，型材固定在待减振结构件上或者构成所述待减振结构件的一部分；板簧，所述板簧沿水平方向穿过型材的腹板，且关于所述腹板对称布置；设置在板簧两端的质量块；阻尼部，阻尼部的一端在质量块的竖直移动方向上与相应的质量块相关联，阻尼部的另一端固定连接到所述待减振构件。

[0007] 可选的，所述调谐质量减振装置还包括刚度限定部，用于限定所述板簧在竖直方向上能够弹性移动的自由长度。

[0008] 具体地，所述刚度限定部包括四个刚性垫块，在板簧的上下两侧分别布置在所述腹板的两侧，每一个刚性垫块与板簧接触，且板簧在腹板两侧的所述自由长度相同。可选的，腹板上设置有螺纹孔；每一个刚性垫块上设置有通孔；横向螺栓通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫块固定连接到所述腹板上。或者可选的，腹板上设置有孔；每一个刚性垫块上设置有通孔；横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧。

[0009] 可选的，所述刚度限定部包括多个刚性垫片，在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均设置有刚性垫片，每一个刚性垫片的一端与所述板簧接触，且板簧在腹板两侧的所述自由长度相同。有利的，腹板上设置有多个螺纹孔；每一个刚性垫片上设置有通孔；横向螺栓通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫片固定连接到所述腹板上。可选的，腹板上设置有多个孔；每一个刚性垫片上设置有通孔；横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧。

[0010] 进一步的，在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均设置叠加固定的多个刚性垫片。

[0011] 所述型材可为工字钢，每一个刚性垫片抵靠在板簧与工字钢的翼缘之间。

[0012] 有利的，在上述调谐质量减振装置中，所述板簧在腹板的竖直方向上的中间位置穿过腹板。

[0013] 有利的，在上述调谐质量减振装置中，所述质量块包括多个质量子块，所述多个质量子块通过纵向螺栓连接到板簧的两端。

[0014] 本发明通过合理构造提出了一种可调式竖向调谐质量减振装置，其有效利用了型钢梁高度空间，减少了对建筑净高的要求，提高了建筑空间的利用率及减振装置的适用性。另外，该调谐质量减振装置可方便有效地实现刚度及质量调节，提高了装置对环境的适用性。该调谐质量减振装置构造简单，取材容易，加工方便，维护方便，具有较大的工程实用价值。

附图说明

[0015] 本发明的以上及其它目的和优点当结合附图获悉时将从以下优选实施例的具体实施方式变得更加清楚呈现，其中：

[0016] 图1为根据本发明的一个示例性实施例的调谐减振装置的结构示意图；

[0017] 图2为根据本发明的另一个示例性实施例的调谐减振装置的结构示意图，其中省略了阻尼部和待减振结构件；

[0018] 图3为根据本发明的再一个示例性实施例的调谐减振装置的结构示意图，其中省略了阻尼部和待减振结构件。

具体实施方式

[0019] 虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明，同时获得本发明的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。

[0020] 下面描述竖向调谐质量减振装置的具体示例。

[0021] 如图1-3所示，竖向调谐质量减振装置包括：型材10，具有腹板11，型材10固定在待减振结构件20上；板簧30，所述板簧30沿水平方向穿过型材10的腹板11，且关于所述腹板11对称布置；设置在板簧30两端的质量块40；阻尼部50，阻尼部50的一端在质量块的竖直移动方向上与相应的质量块相关联，阻尼部50的另一端固定连接到所述待减振构件20。需要注意的是，这里的自由长度表示板簧沿水平方向的一个长度部分，该长度部分从板簧的支撑点(起振点，例如图2中的点a)开始到该板簧的自由末端(例如图2中的板簧的左端)的长度。需要指出的是，这里的型材10本身也可以构成待减振结构件20的一部分。

[0022] 在型材为型钢梁的情况下，上述技术方案可以有效利用了型钢梁高度空间，减少了对建筑净高的要求，提高了建筑空间的利用率及减振装置的适用性。

[0023] 有利的，调谐质量减振装置还可包括刚度限定部60，用于限定所述板簧30在竖直方向上能够弹性移动的自由长度。

[0024] 下面具体描述刚度限定部60。

[0025] 如图2-3中所示，所述刚度限定部可包括四个刚性垫块61，在板簧30的上下两侧分别布置在所述腹板11的两侧，每一个刚性垫块61与板簧30接触，且板簧30在腹板两侧的所述自由长度相同。虽然没有示出，刚性垫块可以通过螺栓连接而固定到腹板上。具体地，腹板上设置有螺纹孔；每一个刚性垫块上设置有通孔；横向螺栓通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫块固定连接到所述腹板上。或者，腹板上设置有孔；每一个刚性垫块上设置有通孔；横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫块的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫块固定连接到所述腹板两侧。利用螺栓固定刚性垫块，则刚性垫块在必要时可以卸下或装上，此时，刚性垫块为刚度调节装置。刚性垫块也可直接焊接到腹板上。在安装了刚性垫块的情况下，有助于增强腹板11的刚度。在图2中，刚性垫块61为三角形截面，而在图3中，刚性垫块61为矩形截面。

[0026] 如图1中所示，所述刚度限定部60包括多个刚性垫片62，在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均设置有刚性垫片62，每一个刚性垫片62的一端与所述板簧接触，且板簧在腹板两侧的所述自由长度相同。可选的，如图1中所示，刚性垫片62通过横向螺栓连接到腹板上。具体可选地，腹板上设置有多个螺纹孔；每一个刚性垫片上设置有通孔；横向螺栓63通过所述通孔与对应的螺纹孔连接而将每一个刚性垫片固定连接到所述腹板上。或者可选的，腹板上设置有多个孔；每一个刚性垫片上设置有通孔；横向螺栓穿过板簧上侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧上侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧，且另外的横向螺栓穿过板簧下侧的刚性垫片的通孔与腹板上对应的孔而将板簧下侧的刚性垫片固定连接到所述腹板两侧。在所述腹板的两侧且在板簧的两侧均可设置叠加固定的多个刚性垫片。通过控制刚性垫片的数量，可以调节板簧的自由长度，例如通过减少刚性垫片的数量，板簧的自由长度可以增加。通过调节自由长度调节该调谐减振装置的刚度。此时，刚性垫片和螺栓组成的刚度限定部为刚度调节装置。

[0027] 如图1中所示，穿过腹板上的一个孔的一个横向螺栓63同时固定在腹板两侧的刚性垫片。

[0028] 如图1中所示，所述型材为工字钢，每一个刚性垫片62抵靠在板簧30与工字钢的翼缘12之间。还需要指出的是，在不需要刚性垫片抵靠翼缘的情况下，型材也可以是丁字钢，这同样适用于图2-3中的情形。

[0029] 有利的，板簧30在腹板11的竖直方向上的中间位置穿过腹板11。

[0030] 有利的，所述质量块40包括多个质量子块41，所述多个质量子块41通过纵向螺栓42连接到板簧30的两端。通过调节质量子块的数量可以对质量块的质量进行微调。

[0031] 本发明提出一种用于竖向振动控制的可调式竖向调谐质量减振装置，其可用于大跨结构、人行天桥、登机廊桥等相关建筑的减振控制。

[0032] 在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变。