一种三维调谐质量阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程结构控制技术领域，尤其涉及一种三维调谐质量阻尼器。


背景技术：

2.对于人行天桥，由于结构体系偏柔，处于行人行走的动力激励下，且自振频率一般也与行人行走的步频接近，约为2-3hz，因此也容易产生竖向共振，引起行人的不适。为了控制桥梁在风荷载或者行人荷载下的振动，传统的技术手段是采用调谐质量阻尼器(tmd)。tmd一般由弹簧元件、阻尼元件和质量元件三部分组成，根据质量元件的运动方向可分为水平向tmd和竖向tmd，其中竖向tmd主要用于控制大跨度桥梁的涡激振动和抖振、工业厂房的楼板振动以及人行桥的人致振动。
3.调谐质量阻尼器(tmd)主要由质量块，调谐频率的弹性元件，耗散结构振动能量的阻尼元件三大组件构成。小型tmd的阻尼构件一般采用橡胶，大型tmd则采用附加的液体粘滞阻尼器等，但利用粘滞阻尼器实现精确的阻尼调整有一定的难度，且液压粘滞阻尼器存在漏油的隐患，不易养护，后期难以调节，增加后期维护的难度和成本。此外，传统tmd仅能实现竖向或横向振动控制，但建筑结构所受到的如风和地震的环境荷载的作用来自不同方向，传统的tmd无法对不同方向的风振和地震进行控制。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的功能单一、不宜养护等问题，本实用新型提出了一种三维调谐质量阻尼器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种三维调谐质量阻尼器，包括有底座和固定在所述底座上的无盖框体，所述无盖框体的上方固定有若干根横梁，所述横梁下方设置有若干个吊杆，通过所述吊杆悬挂有质量块；所述质量块的底面和四个侧面上分别固定有横向磁体和若干个竖向磁体，所述底座上和所述无盖框体内壁上分别固定有与所述横向磁体相对应的横向铜板和与所述竖向磁体相对应的若干个竖向铜板。
7.进一步地，所述无盖框体内侧固定有限位框，通过所述限位框将所述竖向铜板固定在所述无盖框体的内壁上。
8.进一步地，所述限位框的厚度略大于所述竖向铜板的厚度，所述限位框的框内侧壁上、贴近所述无盖框体内壁的位置处开设有与所述竖向铜板的外缘相贴合的凹槽，所述竖向铜板放置于所述凹槽内，从而将所述横向铜板限位。
9.进一步地，所述限位框内侧的上边缘和下边缘固定有两条防撞阻尼垫，且所述防撞阻尼垫的底面与所述竖向铜板紧贴。
10.进一步地，所述质量块的上方和下方通过螺栓分别固定有上限位板和下限位板，所述上限位板上开设有与所述吊杆相对应的通孔，以便于所述吊杆穿过所述上限位板后与
所述质量块固定连接。
11.进一步地，所述上限位板和下限位板的四周分别向下和向上弯折形成卡口，所述卡口的内侧与设置于所述质量块侧面的若干个竖向磁体紧贴，从而将所述竖向磁体固定在所述质量块上。
12.进一步地，所述横向磁体通过若干个高强螺栓固定在所述质量块底面，与之相对应的，所述下限位板下方开设有若干个通孔，从而使所述高强螺栓穿过所述下限位板将横向磁体固定在质量块底面。
13.进一步地，所述防撞阻尼垫所处的高度与所述上限位板和下限位板相对应，且所述防撞阻尼垫的宽度略大于所述上限位板和下限位板的厚度，用于减轻结构件振动时所述竖向铜板受到所述上限位板和下限位板撞击后的磨损。
14.优选地，所述若干根横梁位于同一水平面上，数量为两根。
15.作为一种可替换的方案，将所述横向磁体设置于所述底座上而将横向铜板设置于所述质量块的底面，以及将所述竖向磁体设置于所述无盖框体内侧而将所述竖向铜板设置于所述质量块的侧面。
16.与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果是：
17.(1)基于梁的三维调谐质量阻尼器是对传统调谐质量阻尼器的一大创新，可通过改变梁的刚度、吊杆长度或质量块质量大小实现调整该种调谐质量阻尼器的频率；
18.(2)通过质量块竖向振动，可实现竖向铜板与竖向磁体间的竖向相对运动，实现电涡流阻尼耗能，从而达到竖向振动控制的目的；
19.(3)通过质量块横向振动，可实现横向铜板与横向磁体间的横向相对运动，实现电涡流阻尼耗能，从而达到横向振动控制的目的；
20.(4)不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。
附图说明
21.附图仅用于展示具体实施案例，而并不认为是对本实用新型的限制，在所给出的附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
22.图1为本实用新型的俯视图。
23.图2为本实用新型在图1的a-a向剖视图。
24.图中：
25.1-底座、2-无盖框体、3-横梁、4-吊杆、5-质量块；
26.21-限位框、22-凹槽、23-防撞阻尼垫；
27.51-上限位板、52-下限位板、53-卡口；
28.61-竖向磁体、62-横向磁体；621-高强螺栓；
29.71-竖向铜板、72-横向铜板。
具体实施方式
30.下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
31.在本实用新型实施例中，固定方式可以按照设计、加工或施工要求选用焊接、螺栓
连接，可以是直接连接，也可以是通过中间转换装置间接连接。这里给出的固定方式仅作为示例，对本领域的技术人员，可以根据具体情况理解上述固定方式在本实用新型中的含义。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.结合图1和图2所示，本实用新型涉及的一种三维调谐质量阻尼器包括有底座1 和固定在所述底座1上的无盖框体2，所述无盖框体2的上方固定有若干根横梁3，所述横梁3下方设置有若干个吊杆4，通过所述吊杆4悬挂有质量块5。所述质量块 5的底面和四个侧面上分别固定有横向磁体62和若干个竖向磁体61，所述底座1上和所述无盖框体2内壁上分别固定有与所述横向磁体62相对应的横向铜板72和与所述竖向磁体61相对应的若干个竖向铜板71。
34.本领域的技术人员容易理解，本实用新型所述的横向磁体62设置于所述质量块 5的底面而所述横向铜板72设置于所述底座1上，以及所述竖向磁体61设置于所述质量块5的侧面而所述竖向铜板71设置于所述无盖框体2内侧，是为了使铜板和磁体在结构件发生振动时发生相对位移从而使铜板做切割磁感线运动，为了这个目的，将所述横向磁体62设置于所述底座1上而将横向铜板72设置于所述质量块5的底面，以及将所述竖向磁体61设置于所述无盖框体2内侧而将所述竖向铜板71设置于所述质量块5的侧面，同样可以使两者产生相对位移而实现切割磁感线从而产生电涡流阻尼的目的，因此同样属于本实用新型的范围。
35.进一步地，所述无盖框体2内侧固定有限位框21，通过所述限位框21将所述竖向铜板71固定在所述无盖框体2的内壁上。
36.优选地，所述限位框21的厚度略大于所述竖向铜板71的厚度，所述限位框21 的框内侧壁上、贴近所述无盖框体2内壁的位置处开设有与所述竖向铜板71的外缘相贴合的凹槽22，所述竖向铜板71放置于所述凹槽22内，从而将所述横向铜板72 限位。
37.进一步地，所述质量块5的上方和下方通过螺栓分别固定有上限位板51和下限位板52，所述上限位板51上开设有与所述吊杆4相对应的通孔，以便于所述吊杆4 穿过所述上限位板51后与所述质量块5固定连接。
38.优选地，所述上限位板51和下限位板52的四周分别向下和向上弯折形成卡口 53，所述卡口53的内侧与设置于所述质量块5侧面的若干个竖向磁体61紧贴，从而将所述竖向磁体61固定在所述质量块5上。
39.进一步地，所述横向磁体62通过若干个高强螺栓621固定在所述质量块5底面，与之相对应的，所述下限位板52下方开设有若干个通孔(图中未示出)，从而使所述高强螺栓621穿过所述下限位板52将横向磁体62固定在质量块5底面。
40.优选地，所述限位框21内侧的上边缘和下边缘固定有两条防撞阻尼垫23，且所述防撞阻尼垫23的底面与所述竖向铜板71紧贴。
41.优选地，所述防撞阻尼垫23所处的高度与所述上限位板51和下限位板52相对应，且所述防撞阻尼垫23的宽度略大于所述上限位板51和下限位板52的厚度，用于减轻结构件振动时所述竖向铜板71受到所述上限位板51和下限位板52撞击后的磨损。
42.进一步地，所述若干根横梁3位于同一水平面上，数量优选为两根。
43.在本实施例中，当与本实用新型的阻尼器相连的结构件发生横向振动或竖向振动时，所述无盖框体2将振动传递给横梁3，进而传递给质量块5，由于所述横梁2的两端和中部的弯矩分布不同，导致所述质量块5侧面的竖向磁体61和所述无盖框体 2内壁上的竖向铜板71之间产生相对位移，以及所述质量块5底面的横向磁体62和所述底座1上的横向铜板72之间产生相对位移，从而使所述竖向铜板71和横向铜板 72做切割磁感线运动，形成电涡流实现耗能效果，从而使振动的幅度下降。
44.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。