Динамический гаситель колебаний Советский патент 1980 года по МПК E04B1/98 

(54) ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в высотных сооружениях типа башен, в промышленных сооружениях, глубоковод ных основаниях, мостах с большим про летом и т.д. для уменьшения амплитуды их колебаний, что обеспечивает нормальную эксплуатацию сооружений. Известен динамический гаситель маятникового типа, включанхдий инерционную массу, подвешенную к опорному устройству при помощи тросов 1. Недостатком указанного гасителя является недостаточная его эффективность, так как рассеивание энергии происходит только за счет сухого тре ния прядей каната между собой. , Известен также гаситель колебаний маятникового типа, включакиций инерционную массу, в направляющих которой установлен с возможностью вертикального перемещения пустотелый цилиндр, частично заполненный сыпучим материалом, и подвески, выполненные в виде стержней. Рассеивание энергии происходит за счет -сил трения между концом цилиндра и тормозной площадкой. СыпУчи материал, заполняющий цилиндр, служит только балластом и не участвует в процессе рассеивания энергии 2, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является динамический гаситель колебаний, включающий инерционную массу в виде пустотелого цилиндра, частично заполненного сыпучим материалом,и подвески в виде стержней. 3. Гашение колебаний происходит за счет трения частиц сыпучего материала друг о друга при перемещении инерционной массы. Недостатком данного гасителя также, как и вышеуказанных, является то, что при установке его в сооружениях, имеющих значительную высоту, но сравнительно малую опорную базу,например, в башнях для эффективного гашения колебаний необходимо иметь . маятник значительной, длины, который невозможно разместить внутри сооружения. Так как амплитуда колебаний превышает геометрические размеры сооружения в плане, инерционная масса ударяет по элементам конструкций башни и, тем самым, не только теряется его эффективность, но от ударов по конструкциям инерционной массы могут возникнуть нежелательные последствия. При установке же гасителя снаружи сооружения воздействие на него атмосферных факторов (ззетер, гололед) приводит также к потере его эффективности при гашении колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности работы гасителя для высотных сооружений с малой базой и упрощение его конструкции.

Указайная цель достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем инерционную массу в виде пустотелого цилиндра, частично заполнениого сыпучим материалом, и подвески, последние выполнены в виде параллельно расположенных петель из многопрядевого стального каната с регулируемой длиной, а цилиндр с сыпучим материалом помещен внутри этих петель. , .

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

Гаситель колебаний включает инерционную массу в виде пустотелого цилиндра 1, частично заполненного сыпучим материалом 2, и подвески, выполненные в виде параллельно расположенных петель3. Петли 3 выполнены иэ многопрядевого стального каната и снабжены механизмами 4 в виде, например, винтовых стяжек, для ре1:улирования их длины. Концы петель 3 прикреплены к опорному устройству сооружения 5. Цилиндр 1 помещен внутри rieтель 3.. Возможны варианты вьшолнения гасителя, когда петли 3 огибают цилиндр один или несколько раз (фиг. 3) или перекрещиваются над ним (фиг. 4) ,Для того, чтобы петли 3 не скользили вдоль цилиндра 1, на его поверхности устанавливаются фиксаторы. Вместо сыпуЧёго материала 2 цилиндр i может, быть частично заполнен вязким матеШгЙЛоМ - - -- :-- - --- -

При колебаниях сооружения 5 цилиндр 1 движется в противофазе, как это показано на фиг. 2, где сооружение перемещается по стрелке Б, а смещенное положение цилиндра изображено пунктиром. При этом, кроме горизонтальной составляющей перемещения цилиндр 1- имеет и вращательное nepeiMeщениё, пскзледнее заставляет интенсивно перемешиваться сыпучий материал 2

Частота соб;стве ных колебаний, цилиндра зависит От расстояния а между точками крепления петлевой подвески 37 Ьт стрелки провисания петли каната fи радиуса цилиндра R. Она может быть измененапутем уменьшения или увеличения стрелки f за счет регулйрова нйя длины подвески винтовой

стяжкой 4, Эта. частота при f -я- существенно меньше частоты колебаний маятника с длиной подвески, равной f

, например, при R 0,115 у и

Так

f -j частота колебаний цилиндра 1

примерно на 40% меньше частоты колебаний обычного маятника с длиной подвески f, а при f 0,3 -j примерно

в три раза меньше.

Величина демпфирования может регулироваться за счет вида, объемного

веса, количества и гранулометрического состава сыпучего материала 2, а также подбором конструкции и материала канатной подвески 3, поскольку демпфирующие силы возникают как за

счет соударений и трения частиц сыпучего материала, так и за счет трения Между прядями каната подвески. Последняя компонента демпфирующей силы возрастает при увеличении числа оборотов петли 3 вокруг цилиндра 1 (см.

фиг. 3 и 4).

Применение динамического гасителя колебаний данной конструкции позволит повысить эффективность его работы для высотных сооружений с малой базой, так KCIK его можно разместить внутри высотного сооружения за счет выполнения подвесок в виде петель и тем самым исключить влияние на него

30 ветровых нагрузок. Кроме того, поскольку гашение колебаний происходит как за счет трения частиц сыпучего . материала друг о друга при перемещении инерционной массы, так и за счет

35 сухого трения прядей стальных канатов, то настройка гасителя на частоту колеба1ний данного сооружения может быть произведена на месте за счёт регулировки длины петель.

Формула изобретения

. Динамический гаситель колебаний, включающий инерционную массу в виде

45 пустотелого цилиндра, частично заполненного сыпучим материалом, и подвески, отличающийся

тем.

что, с целью повышения эффективности работь Гасителя для высотных сооруже50 НИИ с малой базой и упрощения его конструкции, подвески, выполнены в виде параллельно расположенных петел

.из многопрядевого стального каната с регулируемой длиной, а цилиндр с сы55 пучим материалом помещен внутри этих пет ельТ - -

Источники информации, принятые во внимание при экс,пертизе

3.Патент ФРГ № 1269220, кд. 21с, б, опублик. 1969.