Динамический гаситель колебаний Советский патент 1983 года по МПК E04B1/98 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в высотных сооружениях типа высоких мачт, башен, вытяжных и дымовых труб, а также большепролетных мостов для уменьшения амплитуд их колебаний в области нижних частей при ветровом или сейсмическом воздействии, что обеспечивает нормальную эксплуатацию сооружения.

Известен динамический гаситель колебаний маятникового типа, включающий расположсНные с интервалами несколько масс, связанных с подвеской, один конец которои прикреплен к сооружению }.

Недостатком такого гасителя является ограниченная область применения, что вызвано значительными его размерами и массой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является динамический гаситель колебаний, включающий соединенные друг с другом мятники, выполненные в виде прикрепленных к сооружению с помощью подвесок масс, по крайней мере одна из которых расположена выше точек крепления ее подвесок к сооружению 2.

Однако известный гаситель колебаний работает только в одном направлении, в то время как ветровое воздействие на сооружение может быть любого направления. Кроме того, амплитуда колебаний гасителя ограничена углом поворота подвески до соприкосновения его массы со связью. Такое соприкосновение не может быть допущено, поскольку связь при этом может выйти из строя, что приведет к потере работоспособности всего гасителя колебаний.

Цель изобретения - обеспечение гаШения колебаний сооружения любого направ-ления с амплитудой, превышающей максимально допустимые амплитуды колебаний гасителя.

Поставленная цель достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем соединенные друг с другом маятники, выполненные в виде прикрепленных к сооружению с помощью подвесок масс, по крайней мере одна из которых расположена выше точек креплеиия ее подвесок к сооружению, массы расположены по одной вер.тикальной оси и выполнены с центральными цилиндрическими полостями li установленными в них буферными устройствами, причем гаситель снабжен закрепленными на сооружении ограничителями отклонения буферных устройств.

С целью упрощения настройки гасителя каждая масса выполнена в виде рамы с направляющими и соединенных с рамой и между собой грузов, установленных с возможностью их перемещения по вертикали.. Верхняя масса установлена с возможностью перемещения по направляющим рамы.

Подвески верхней массы прикреплены к сооружению со смещением относительно точек крепления подвесок нижней массы на угол, равный., где п - суммарное количество подвесок.

Соединения подвесок маятника выполнены в виде шарниров.

Буферное устройство выполнено в виде штанги, расположенной по оси цилиндрической полости и шарнирно соединенной с рамой, и упоров, установленных по периметру цилиндрической полости, причем штанга пО высоте имеет кольца с амор тизируЮщими обоймами, а вылет упоров уменьшается к свободному концу щтанги.

На фиг. 1 схематически изображен гаситель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Динамический гаситель колебаний вклю4aet связанные друг с другом маятники в В1иде подвещенных к сооружению 1 верхней и нижней масс, центры тяжести которых расположены по одной вертикальной оси в монтажном положении.

Каждая из масс гасителя состоит из скрепленных между собой, отдельных грузов 2 и рам 3 и 4 с направляющими 5, причем верхняя масса может перемеахаться по этим направляющим.

Рамы 3 и 4 соединены между собой связями 6 с помощью шарниров и имеют не менее трех ограничителей 7, расположенных против друга, и направляющими 5 прикреплены к рамам 8 и 9 гасителя, которые через подвески 10 и И присоединены к сооружению 1. В нижней трети по высоте подвески 10 соединяются с сооружением через демпфирующее устройство 12. Точки крепления подвесок нижней массы смещены относительно точек крепления верхней массы на угол- где п - суммарное количество. подвесок. Массы гасителя выполнены с осесимметричными цилиндрическими полостями 13. снабженными буферными устройствами, состоящими из штанг 14, расположенных по осям цилиндрических полостей и снабженных кольцами 15 с амортизирующими обоймами 16. Штанги 14 одним концом посредством шарнира соединены с рамами 3 или 4, а свободные ее концы взаимодействуют с ограничителями 17, прикрепленными к сооружению 1.

По пе риметру цилиндрических полостей

выполнены упоры 18, расположенные соответственно кольцам 15 по штанге, причем

вылет упоров подчинен линейному закону

с уменьшением к свободному концу штанг.

После монтажа гасителя колебаний производится его настройка на фактическую частоту колебаний сооружения, на котором он устанавливается. Настройка производится перестановкой грузов с верхней массы на нижнюю или наоборот. Соотношение величин нижней и верхней масс гасителя определяется формулой парциальной частоты гасителя -ji. L/Tt. т.л mffiJ где fp - парциальная частота колебаний гасителя; g-ускорение силы тяжести; 1П,-величина нижней Массы гасителя; т -величина верхней массы; пу-величина суммарной массы; {j-длийа подвески нижней массы; Cj-длина подвески верхней массы. Гаситель колебаний предназначен для уменьшения амплитуды колебаний, а-еледовательно, и уровня динамических напряжений при регулярных колебаниях, например, типа «ветровой резонанс. Колебания подобного рода возникают при сравнитель но небольших скоростях ветра, поэтому ве-20 личины Их амплитуд зиачительно меньше ,отклоиений сооружения при расчетных натруЗках, например ураганном ветре или сейсМическнх воздействиях. Однако, несмотря |наотиосительно небольшие значения амплитуд при Таких колебаниях, достаточно быстро происходит накопление количества циклов колебаний, что ведет к.сталостным раз руШенням элементов сооружения. 10

ры с амплитудами, превышающими максимёльно допустимые амплитуды колебаний гасителя. Таким образом, нет необходимости в работе гасителя при перемещениях сооружений, и больших расчетных амплитудах его колебаний. Однако,.поскольку такие перемещения практически возможны, предусмотрен целый ряд устройств, обеспечивающих работоспособность гасителя в заданном режиме и предотвращающих выход из строя как отдельных его элементов, так и всего гасителя в целом. К таким устройствам от.носятся буферное устройство и ограничители 7. При превышении расчетных амплитуд колебаний гасителя кольца 15 штанг 14 буферного устройства начинают взаимодействовать амортизирующими обоймами 16 с упорами 18 и при дальнейшем отклонении штанги упираются в ограничители 17. Кроме того, для предотвращения поломки связей 6 рамы 3 и -4 снабжены ограничителями 7, которые отрегулированы таким образом, что при отклонении масс более расчет ° И упираются друУ- в друга и рама 3 поднимается по направляющим 5. Изобретение позволит определить частоту и декремент нескольких типов собственных колебаний опор, и гасить колебания сооружения/1юбого направления, не теряя своей работоспособности при колебаниях опо/ f f f / f

Фи.;

18

64 повернуто

I

IB

2

0ut,3

ГДЙНАМИЧЕСКИЙГАСЙТЁШ КОЛЕБАНИЙ, включающий соединенные друг с другом маятники, выполненные, и виде прикрепленных к сооружению с помощью подвесок масс, по крайней мере одна из Которых расположена выше точек крепления ее подвесок к сооружению, отличающийся тем, что, с целью обеспечения гашения колебаний сооружения любого нап| авления с амплитудой, превышающей мак симально допустимые амплитуды колебаний гасителя, массы расположены по одной вертикальной оси и выполнены с центральны-J .ми цилиндрическими полостями и установ-; ленными в них буферными устройствами, причем гаситель снабжен закрепленными на сооружении ограйичителями отклонения буферных устройств. . 2.Гаситель по п. I, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки гасителя, каждая масса выполнена в виде рамы с направляющими и соединенных с ра- ; мой и между собой грузов, установленных с возможностью их перемещения по вертикали, 3.Гаситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что верхняя масса устаноклена с возможностью перемещения по направляющим рамы. 4.Гаситель по пп. 1-3, отличающийся тем, что подвески верхней массы прикреп- ; i лены к сооружению со смещением относительно точек крепления подвесок нижней (О массы на угол, равный, где п - суммарное количество подвесок. 5.Гаснтель по пп. I-4, отличающийся тем, что соединения подвесок маятника выполнены в виде шарниров. 6.Гаситель ncf пп. I-5, отличающийся т,ем, что буферное устройство выполнено в виде штаИги, расположенной по оси цилиндрической полости и шарнирно соединенной OD с рамой, и упоров, установленных по перисо со ел со метру цилиндрической полости,-причем штанга по высоте имеет кольца с амортизирую- j щими обоймами, а вылет упоров уменьшается кёйобо рому концу щтанги.