一种可调频TMD系统的制作方法

一种可调频tmd系统
技术领域
1.本实用新型涉及振动控制装置技术领域，具体涉及一种应用于工程结构减振控制的可现场多途径连续调频的可调频tmd系统。


背景技术：

2.随着建筑功能需求和材料技术的发展，大跨度楼板被广泛应用于实际工程中。大跨度楼板的竖向自振频率和阻尼较小，因此会导致较大振动，造成舒适度较差，引起人们的不适。
3.传统方法通过调整楼板的质量和刚度，使行人的步频率远离楼板的自振频率，从而减小振动。调整楼板的质量和刚度会影响建筑的经济性、美观性以及空间性。而通过增加结构的阻尼达到尽快衰弱结构振动的目的，不仅复杂，而且困难。
4.调谐质量阻尼器(tmd)具有结构简单、造价低廉、减振效果显著等特点，是工程中常用的消能减振装置。tmd主要由质量块、阻尼器和刚度弹簧组成，通过调整使tmd的自振频率与主结构的自振频率接近，当主结构受到激励而引发振动时，通过质量块的惯性运动和阻尼耗能消散结构的部分能量，进而达到减小主结构振动的目的。
5.在工程应用过程中，主结构的实际频率与设计频率存在一定误差，导致tmd自振频率与主结构自振频率存在偏差；而现有的tmd是加工好的成品，很难迅速调整其自振频率，进而影响工期和实际效果。


技术实现要素：

6.为此，本实用新型提供一种可调频tmd系统，以解决现有技术中由于调谐质量阻尼器是加工好的成品而导致的很难迅速调整其自振频率的技术问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种可调频tmd系统，包括顶板、质量块、阻尼器和沙箱，所述阻尼器的上端与所述顶板连接，所述质量块设有多个，多个所述质量块可拆卸地连接，所述阻尼器的下端与某一所述质量块连接，所述沙箱与某一所述质量块连接，所述沙箱设有装沙用的容纳腔。
9.进一步地，多个所述质量块叠置，且多个所述质量块通过螺栓连接。
10.进一步地，所述质量块包括左半块和右半块，所述左半块的右侧设有右凸块，所述右半块的左侧设有左凸块，所述左凸块与所述右凸块搭接，且搭接后的所述左凸块与所述右凸块通过螺栓连接。
11.进一步地，所述左凸块设有两个，两个所述左凸块沿前后方向间隔设置，所述右凸块设有两个，两个所述右凸块与两个所述左凸块的位置相对应，两个所述左凸块的间隔以及两个所述右凸块的间隔形成穿孔。
12.进一步地，所述可调频tmd系统还包括吊杆和托板，所述吊杆的上端与所述顶板连接，所述托板位于所述质量块的下方，且所述托板与所述质量块之间设有间距，所述吊杆的下端穿过所述穿孔后与所述托板连接，所述托板的横向尺寸大于所述穿孔的横向尺寸。
13.进一步地，所述沙箱包括箱体和盖板，所述箱体为上端设有敞口的容器，所述盖板可拆卸地固定于所述箱体的敞口，所述盖板设有填沙口。
14.进一步地，所述沙箱通过螺杆固定于所述质量块的下方，所述沙箱与所述质量块之间设有间距。
15.进一步地，所述阻尼器设有两个。
16.进一步地，所述沙箱设有两个。
17.本实用新型具有如下优点：
18.质量块和沙箱(包括沙箱内的沙子)构成可调频tmd系统的质量单元，调节质量块的数量以及调节沙箱的装沙量，从而使得系统的自振频率得以快速调节；可连续调节质量单元的质量，质量范围更广且连续；可在现场对自振频率进行快速调节，避免了实际施工过程时因自振频率不一致而导致的tmd返厂加工的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
20.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
21.图1为本实用新型具体实施方式提供的一种可调频tmd系统的结构示意图(主视图)；
22.图2为本实用新型具体实施方式提供的可调频tmd系统的结构示意图(侧视图)；
23.图3为本实用新型具体实施方式提供的可调频tmd系统的质量块与沙箱的结构示意图。
24.图中：1
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顶板，2
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第一卡板，3
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第二卡板，4
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弹簧连接件，5
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第一弹簧，6
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第三弹簧，7
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第二弹簧，8
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阻尼器，9
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吊杆，10
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托板，11
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质量块，12
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沙箱，13
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左半块，14
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右半块，15
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右凸块，16
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左凸块，17
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穿孔，18
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箱体，19
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盖板，20
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填沙口。
具体实施方式
25.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
27.如图1至图3所示，一种可调频tmd系统，包括顶板1、质量块11、阻尼器8和沙箱12。质量块11设有多个，多个质量块11叠置，且多个质量块11通过螺栓连接。阻尼器8的上端与顶板1连接，阻尼器8的下端与最上层的质量块11连接；阻尼器8设有两个，两个阻尼器8间隔设置。沙箱12设有装沙用的容纳腔，沙箱12位于质量块11的下侧，与最底层的质量块11通过螺杆连接；沙箱12设有两个，两个沙箱12间隔设置。需要指出的是，多个质量块11的叠置，可以是上下叠置(即质量块11横向设置)，也可以是左右叠置(即质量块11竖向设置)，在本实施例中，采用的上下叠至；当左右叠置时，两个阻尼器8优选与同一个质量块11连接，方便减少质量块11，否则就不能减少到只有一个质量块11。此外，沙箱12也可以设置在质量块11的上方，此时质量块11宜横向设置。
28.质量块11和沙箱12(包括沙箱12内的沙子)构成可调频tmd系统的质量单元，调节质量块11的数量以及调节沙箱12的装沙量，可连续调节质量单元的质量，从而使得系统的自振频率得以快速调节。
29.一般质量块11的质量较大，若整块加工，则原料成本高，因此，每个质量块11都分为左半块13和右半块14，左半块13的右侧设有右凸块15，右半块14的左侧设有左凸块16，左凸块16与右凸块15搭接，且搭接后的左凸块16与右凸块15通过螺栓连接。如此，在加工质量块11时，可以加工小块的左半块13和右半块14，之后再连接形成大块的质量块11。需要指出的是，质量块11并非是只能分成两小块，还可以分成更多小块，根据质量块11的质量或体积进行合理分割、组装。
30.工作时，质量块11上下振动，为了提高安全性，避免质量块11因意外而掉落，可调频tmd系统还包括吊杆9和托板10。托板10位于质量块11的下方，且托板10与质量块11之间设有间距，避免质量块11振动时与托板10发生碰撞。吊杆9的上端与顶板1连接，吊杆9的下端与托板10连接。吊杆9可以设置多个，分别位于质量块11的周侧；吊杆9也可只设置一个，此时的吊杆9下端需与托板10的中心位置相固定。当吊杆9设置一个时，吊杆9的下端需要穿过质量块11后与托板10连接，因此，左凸块16设有两个，两个左凸块16沿前后方向间隔设置，右凸块15设有两个，两个右凸块15与两个左凸块16的位置相对应，两个左凸块16的间隔以及两个右凸块15的间隔形成穿孔17，吊杆9的下端穿过穿孔17后与托板10连接，而且托板10的横向尺寸大于穿孔17的横向尺寸。
31.在本实施例中，沙箱12包括箱体18和盖板19，箱体18为上端设有敞口的容器，盖板19可拆卸地固定于箱体18的敞口，盖板19设有填沙口20。沙箱12通过螺杆固定于质量块11的下方，沙箱12与质量块11之间设有间距，从而方便从填沙口20向箱体18内填入沙子等颗粒状的物料。
32.在本实施例中，可调频tmd系统还包括两个间隔设置的弹簧调频装置。弹簧调频装置包括一个第一弹簧5、两个间隔设置的第一卡板2和一个第二卡板3。第一弹簧5的两端通过两个弹簧连接件4分别与顶板1及质量块11连接。第一卡板2的上端固定于顶板1，第一卡板2的下端朝向质量块11，第一卡板2设有多个横向的插孔，多个插孔沿第一卡板2的长度方向部分，第二卡板3插设于插孔内，且第二卡板3穿过第一弹簧5。其中，第一弹簧5采用拉伸弹簧。通过改变第二卡板3在不同插孔的位置，改变第一弹簧5卡在顶板1和第二卡板3之间的长度，第二弹簧7位于顶板1和第二卡板3间的部分不再发生弹性变形，第二弹簧7位于第
二卡板3和质量块11间的部分的弹性系数发生改变，从而改变了系统的刚度，使得系统的自振频率得以快速调节。
33.在本实施例中，可调频tmd系统还包括第二弹簧7，第二弹簧7套设于弹簧调频装置的外侧，第二弹簧7的底部与质量块11连接，第二弹簧7的顶部朝向顶板1。其中，第二弹簧7采用碟簧，碟簧的弹性系数更大，第二弹簧7的内径不得小于弹簧调频装置的最大宽度，避免发生碰撞。当质量块11大幅度振动时，第二弹簧7与顶板1相接触，可大幅度提高刚性。第二弹簧7的底部适当焊接在质量块11上，避免顶板1直接或间接挤压第二弹簧7时使第二弹簧7发生横向位移。
34.在本实施例中，可调频tmd系统还包括第三弹簧6，第三弹簧6套设于弹簧调频装置的外侧，第三弹簧6的底部与第二弹簧7的顶部连接，第三弹簧6的顶部朝向顶板1。其中，第三弹簧6采用压缩弹簧，第三弹簧6的内径不得小于弹簧调频装置的最大宽度，避免发生碰撞。第三弹簧6的顶部距顶板1更近(与第二弹簧7相较而言)，当质量块11振幅稍大时，第三弹簧6就能与顶板1接触，从而将压缩力较为缓和地传递给第二弹簧7，在第三弹簧6和第二弹簧7的共同作用下，提高了系统的刚性，但比第二弹簧7直接接触顶板1时的系统刚性要小一些。第三弹簧6的底部适当焊接在第二弹簧7的顶部，避免顶板1挤压第三弹簧6时使第三弹簧6发生横向位移。
35.实际工作中，质量块11和沙箱12随弹簧装置和阻尼器8上下振动，阻尼器8提供阻尼，弹簧装置提供刚度并可调节刚度，从而调节系统的自振频率；通过质量块11和沙箱12的惯性运动以及阻尼器8的耗能，从而消耗主结构中的部分能量；当受到较大冲击时，质量块11和沙箱12质产生较大位移，第二弹簧7和第三弹簧6开始工作，提供更多的刚度效应。
36.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。