ЛЕНТОЧНО-ТРОСОВАЯ СИСТЕМА С ГИДРОЦИЛИНДРАМИ ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК E04B1/98 

Устройство относится к гасителям колебаний и может быть применено на куполах, прямоугольных каркасах, локаторах и других объектах строительства, испытывающих действие динамических нагрузок от сейсмических воздействий, технологического оборудования, ветра и др., для уменьшения амплитуд колебаний сооружений. Ленточно-тросовый способ гашения колебаний заключается в использовании ленточно-тросовых систем и гидроцилиндров одностороннего действия для создания дополнительных односторонних силовых воздействий на защищаемые узлы несущих конструкций, препятствующих колебательным движениям этих узлов.

Существующий уровень техники

Известно устройство для осуществления гашения вертикальных колебаний транспортных средств [1], описанное в авторском свидетельстве №2443573 РФ, М. кл. B60G 11/27, F16F 9/04, F16F 15/03, содержащее содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую емкость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с отверстием, связывающим обе емкости, с установленным в нем электромагнитным клапаном, с возможностью перекрытия на ходе отбоя, а электромагнитный клапан подключен к системе управления, согласно изобретению, на дне дополнительной емкости размещен динамический гаситель колебаний, включающий электродвигатель, имеющий на валу барабан с намотанным на него тросом, устройство натяга троса, размещенное внутри дополнительной емкости на перегородке, причем один конец троса закреплен в устройстве натяга троса, второй конец троса проходит через отверстие с уплотнением в перегородке и закреплен на крышке рабочей емкости, а электродвигатель подсоединен к системе управления. Устройство натяга троса содержит цилиндрический корпус, размещенную в нем пружину и фиксатор конца троса.

К основным недостаткам устройства относится то, что при вынужденных колебаниях амортизированного объекта происходит включение в работу целого ряда промежуточных устройств, что приводит к затягиванию во времени включения в действие динамического гасителя колебаний и снижению эффективности данной системы гашения колебаний.

Известен блок промышленного сооружения [2] для повышения несущей способности блока за счет уменьшения динамической нагрузки от технологического оборудования, описанный в авторском свидетельстве SU 1333756 A1, кл. Е04Н 5/00. Блок установлен на свайный фундамент с высоким ростверком и состоит из плиты пола и несущих элементов каркаса и их узлов соединения. Внутри блока на плите пола прикреплено оборудование и размещены гибкие связи наклонно и симметрично относительно вертикальной центральной продольной плоскости блока. Связи прикреплены одним концом к плите пола в местах крепления оборудования, а другим - к узлам соединения несущих элементов каркаса, расположенных в его верхней части. Связи снабжены устройствами регулирования натяжения (предлагаются талрепы).

К основным недостаткам данного блока относится то, что стержневые связи, препятствуя колебанию узла блока в направлении растяжения связей, одновременно накапливают потенциальную энергию деформации, что приводит к движению узла в направлении сжатия стержня и отрицательно влияет на процесс гашения колебаний, уменьшая эффект снижения значений динамической нагрузки.

Известен металлический каркас многоэтажного сейсмостойкого здания [3] для повышения жесткости и обеспечения возможности регулирования параметров предельных состояний зданий при сейсмических воздействиях и создания жесткой пространственной оболочки, воспринимающей сдвигающие усилия, описанное в авторском свидетельстве SU 703640 A1, кл. Е04Н 9/02, Е04В 1/18. Металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны, ригели, опертые на них, и связи, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости и обеспечения возможности регулирования параметров предельных состояний здания при сейсмических воздействиях и создания жесткой пространственной оболочки, воспринимающей сдвигающие усилия, связи выполнены в виде лент, снабженных элементами жесткости и обвивающих сверху вниз по спирали наружные грани колонн, размещенных по периметру здания и прикрепленных натяжными приспособлениями, установленными в узлах опирания ригелей на колонны.

К основным недостаткам данного каркаса относится то, что при колебаниях и неверной настройке натяжения связей могут возникнуть опасные крутильные формы колебаний.

Известно устройство для регулировки ремня безопасности [4], описанное в авторском свидетельстве RU 2527585 C1, кл. B60R 22/34. Устройство содержит пару поддерживающих поворотных стержней (2), состоящую из первого поворотного стержня и второго поворотного стержня. Соседние концы первого и второго поворотных стержней соединены друг с другом шарнирно и образуют прилежащий угол между поворотными стержнями. Один из не соседних концов первого и второго поворотных стержней зафиксирован неподвижно, а другой не соседний конец первого и второго поворотных стержней выполнен с возможностью перемещения при изменении прилежащего угла между поворотными стержнями. Привод меняет прилежащий угол между поворотными стержнями, прилагая силу к первому поворотному стержню, и/или ко второму поворотному стержню, и/или к точке шарнира поворотных стержней, тем самым непосредственно прилагает изменяющуюся силу к ремню безопасности через другой не соседний конец.

К основным недостаткам устройства регулировки ремня безопасности при гашении колебаний относится то, что при повышении заданного уровня натяжения ремня безопасности его разматывание прекращается, что создает ударную нагрузку на защищаемый узел конструкции, совершающей колебания, а растягивающие усилия ленты, способствующие обратному движению узла крепления, могут увеличить амплитуду колебаний конструкции в направлении сматывания.

Раскрытие изобретения

Задачей устройства является полуактивное гашение пространственных колебаний защищаемой механической системы. Объектом изобретения является гашение колебаний механических систем. Предметом изобретения является способ гашения колебаний.

Изобретение иллюстрируется чертежом (фиг. 1).

Ленточно-тросовый способ гашения, заключается в том, что к опорам прикреплены преднатяжители (2), а в узлах крепления лент (тросов) (1) (в том числе в промежуточных точках крепления (3) лент) к защищаемой конструкции (4) действуют силы натяжения, работающие как односторонние связи. Преднатяжители сматывают и натягивают ленту (трос) до тех пор, пока продольная сила в ленте (тросе) не примет заданного значения N. Таким образом данная система гашения позволяет осуществлять разматывание ленты (троса) только при действии силы сопротивления в гидроцилиндре (5) большей, чем N, что и создает эффект гашения колебаний.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент Российской Федерации №2443573 от 04.05.2010 г., МПК B60G 11/27, F16F 9/04, F16F 15/03, Хамитов Р.Н.; Аверьянов Г.С.; Ковалев А.Ю. Патентообладатель НОУ ВПО «Академический институт прикладной энергетики». Заявл. 2010-05-04; опубл. 27.02.2012.

2. Патент SU 1333756 A1 от 18.11.1985 г., МПК Е04Н 5/00, Арабский А.К.; Люнгрин Д.Д.; Ройтер М.С.; Ротштейн Д.М. Заявл. 1985-11-18; опубл. 30.08.1987.

3. Патент SU 703640 A1 от 19.08.1977 г., МПК Е04Н 9/02, Е04В 1/18, Килимник Л.Ш. Заявл. 1977-08-19; опубл. 15.12.1979.

4. Патент Российской Федерации №2527585 от 26.08.2011 г., МПК B60R 22/34, Сунь Ингуй (CN). Патентообладатель Сунь Ингуй (CN). Заявл. 2011-08-26; опубл. 10.09.2014.

Изобретение относится к области строительства, а именно к ленточно-тросовой системе для гашения колебаний сооружений, испытывающих действие динамических нагрузок от сейсмических воздействий, технологического оборудования, ветра и др. Техническим результатом изобретения является полуактивное гашение пространственных колебаний защищаемой механической системы. Ленточно-тросовая система образована ленточно-тросовыми элементами, оснащенными преднатяжителями и гидроцилиндрами одностороннего действия, закрепленная к защищаемым узлам и опорам, создающая совокупные односторонние силовые воздействия на защищаемые узлы несущих конструкций, препятствующие колебательным движениям этих узлов. 1 ил.

Ленточно-тросовая система с гидроцилиндрами одностороннего действия для гашения колебаний сооружений, работающая как система односторонних силовых воздействий на защищаемые узлы несущих конструкций, образованная ленточно-тросовыми элементами, оснащенными преднатяжителями и гидроцилиндрами одностороннего действия, закрепленная к защищаемым узлам и опорам, создающая совокупные односторонние силовые воздействия на защищаемые узлы несущих конструкций, препятствующие колебательным движениям этих узлов.