Динамический гаситель колебаний Советский патент 1982 года по МПК E04B1/98 

(54) ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в высотных сооружениях, например, в башнях для снижения уровня их колебаний от ветровых нагрузок, что обеспечивает эксплуатацию сооружений.

Известен динамический гаситель колебаний, включающий вал с жестко закрепленной на нем осесимметричной массой, центр тяжести которой расположен на оси вала, а его концы установлены на прикрепленных к опорной поверхности криволинейных направляющих с возможностью перемещения по ним, и демпфирующее устройство в виде грузов, соединенных с валом массой при помощи гибких элементов. Демфирование гасителя происходит за счет трения грузов, выполненных в виде бащмаков, об опорную поверхность или за счет изгиба ветвей гибких элементов 1.

Недостатком такого решения является то, что оно может гасить колебания сооружения только в одном направлении, поэтому на сооружении необходимо устанавливать несколько гасителей.

Кроме того, возможны удары грузов друг о друга, что снижает эффективность работы гасителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является динамичес5 кий гаситель колебаний, включающий инерционную массу, установленную с возможностью перемещения относительно площадки сооружения, и демпфирующее устройство в виде проходящих через отверстие в площадке гибких элементов, снабженных грузами, размещенных под площадкой на заданном расстоянии 2.

Недостатком такого решения является недостаточная эффективность работы гасителя, так как в месте контакта инерционной 15 массы с. площадкой сооружения образуется контактная площадка, не позволяющая сразу вступить в работу гасителя при воздействии на сооружение ветровой нагрузки.

Цель изобретения - повышение эффективности работы гасителя при горизонтальном смещении инерционной массы.

Поставленная цель достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем инерционную массу, установленную с возможностью перемещения относительно площадки сооружения, и демпфирующее устройство в виде проходящих через отверстие в площадке гибких элементов, снабженных грузами, размещенными под площадкой на заданном расстоянии, по периметру отверстий над и под площадкой установлены ролики, а гибкие элементы расположены по периметру инерционной массы на равном расстоянии друг от друга с образованием замкнутого ряда, причем верхние концы гибких элементов прикреплены к сооружению выще инерционной массы. Кроме того, динамический гаситель колебаний может быть снабжен по крайней мере одним дополнительным рядом гибких элементов, установленных в плане со смещением относительно гибких элементов предыдущего ряда. При этом грузы гибких элементов каждого ряда расположены со смещением по высоте относительно площадки. На фиг. I схематически изображен предлагаемый гаситель, общий вид; на фиг. 2- варианты выполнения гасителя при расположении гибких элементов в несколько рядов; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство во время работы, общий вид. Динамический гаситель колебаний сооружения 1 включает инерционную массу 2, установленную на опорах качения 3 с возможностью перемещения относительно нлоп адки 4 сооружения 1, и демпфирующее устройство в виде проходящих через отверстия 5 в площадке 4 гибких элементов 6, расположенных по периметру инерционной массы 2 на равном расстоянии друг от друга. Гибкие элементы 6 снабжены грузами 7, размещенными под площадкой 4 на заданном расстоянии от нее. Верхние концы гибких элементов.6 прикреплены к сооружению 1 выше инерционной массы 2, отверстия 5 по периметру снабжены роликами 8, установленными над и под площадкой 4. Гибкие элементы могут быть расположены по периметру инерционной массы 2 в два и более рядов 6а, 66, 60, причем каждый ряд гибких элементов расположен на некотором расстоянии от предыдущего. Размещение грузов 7 под площадкой 4 у первого и второго ряда гибких элементов может быть различное, т, е. из гибких элементов 6а, первого ряда грузы 7 расположены, например, ближе к площадке 4, чем грузы 66, а грузы 66 второго ряда ближе, чем грузы 60 того же ряда. Гибкие- элементы 66 и бе чередуются по периметру инерционной массы. Расстояния от, грузов 7 до площадки 4 для каждого из гибких элементов 6а, 66 и 6б определяются расчетным путем. Колебание сооружения происходит по нескольким тонам, например, по первому, второму, третьему, причем амплитуда колебания по первому тону больще, чем амплиту да колебаний второго тона, а по второму тону больще, чем по третьему. При колебаниях сооружения масса на щаровых опорах перемещается относительно площадки сооружения в противофазе с колебаниями сооружения. При этом в качестве демпфирующих элементов по первому току работают гибкие элементы 6а за счет их изгиба в местах крепления к сооружению 1 в местах прохождения через ролики 8 и в месте контакта с инерционной массой 2. При нарастании амплитуды колебаний первого тока в работу включаются демпфирующие элементы 66 и бе второго и т. д. рядов. При этом элементы 6а первого ряда находятся в постоянном контакте с инерционной массой, а расстоянию между ними и элементами 66 и 6в второго ряда выбирается таким образом, чтобы оно было больще амплитуды колебаний инерционной массы 2 гасителя при колебаниях сооружения по второму, третьему и т. д. тонам. Однако это расстояние должно быть в пределах до 0,25-0,35 значения максимальной амплитуды колебаний инерционной массы по первому тону. Расстояние от площадки до груза на демпфирующих элементах 6а первого ряда подбирается таким образом, чтобы груз упирался в ролики 8 при достижении амплитуды колебаний инерционной массой гасителя величины на 10-15% больще расчетной. Величина груза подбирается из условия создания необходимого тяжения в этих элементах. При колебания-х сооружения по второму и т. д. тонам гибкие элементы 66 и 60 с грузами второго ряда работают как ди-. на.мические гасители колебаний маятникового типа и не используются для демпфирования колебаний инерционной массы 2, так как амплитуда ее колебаний при колебаниях соружения по второму и т. д. тонам меньще, чем расстояние между первым и вторым рядами гибких элементов, при этом расстояние от площадки до груза, представляющего инерционную массу гасителя, подбирается исходя из необходимости настройки гасителя на соответствующую частоту для гащёния колебаний второго, третьего и т. д. тонов. Величина груза определяется расчетом, исходя из необходимости обеспечения максимальной эффективности работы гасителя соответствующего тока. Динамический гаситель колебаний предлагаемой конструкции позволяет повысить эффективность его работы за счет того, что демпфирующие устройства, выполненные в виде гибких элементов, например канатов, расположены по периметру инерционной массы, а следовательно, в любом направлении колебаний гасителя, перемещающегося по площадке сооружения, будет обеспечено его демпфирование. Установка роликов позволяет наряду с изгибом гибких элементов в месте крепления к сооружению и в месте контакта с инерционной массой получить их изгиб в месте прохождения через площадку, т. е. одновременно в нескольких местах, в результате чего получается многократное трение проволок каната друг о друга, а следовательно, повышается демпфирование. Расположение гибких элементов вокруг инерционной массы в два и более рядов позволяет обеспечить гашение колебаний нескольких тонов. Формула изобретения 1. Динамический гаситель колебаний; включающий инерционную массу, установленную с возможностью перемещения относительно площадки сооружения, и демпфирующее устройство в виде проходящих через отверстие в площадке гибких элементов, снабженных грузами, размещенными под площадкой на заданном расстоянии, отличающийся тем, что, что, с целью повыщения эффективности работы гасителя при горизонтальном смещении инерционной массы, по периметру отверстий над и под площадкой установлены ролики, а гибкие элементы расположены по периметру инерционной массы на равном расстоянии друг от друга с образованием замкнутого ряда, причем верхние концы гибких элементов пр икреплены к сооружению выше инерционной массы. 2.Гаситель колебаний по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одним дополнительным рядом гибких элементов, установленных в плане со смещением относительно гибких элементов предыдущего ряда. 3.Гаситель колебаний по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что грузы гибких элементов каждого ряда расположены со смещением по высоте относительно площадки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 808626, кл. Е 04 В 1/98, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № 767333, кл. Е 04 В 1/98, 1978.

X

Q-J

i-Gl

т «

S

1ригЛ