超低频摆式调谐质量阻尼器及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于结构振动控制技术领域，具体涉及一种超低频摆式调谐质量阻尼器及 其实现方法。
【背景技术】
[0002] 高耸建筑在风荷载作用下容易发生低频大幅振动，为了抑制这类结构振动，很 多超高层建筑都设有巨型的摆式调谐质量阻尼器（TMD)。根据摆式TMD的频率计算公式
【主权项】
1. 一种超低频摆式调谐质量阻尼器，其特征在于，包括设置在结构体内的摆腔、与摆腔 顶部的结构体连接的吊索、吊挂在吊索下端部的质量块、设置在质量块与结构体之间的粘 滞阻尼器和负刚度调节装置，所述的粘滞阻尼器和负刚度调节装置的数量均为两个且均在 质量块对应的两侧对称布置，所述的负刚度调节装置包括n块设置在质量块其中一侧面上 的极性为N极/S极的永磁铁、和n块设置在该侧面对应的结构体上的极性为S极/N极的 永磁铁。
2. 根据权利要求1所述的超低频摆式调谐质量阻尼器，其特征在于，所述的永磁铁为 圆柱形永磁铁。
3. -种权利要求1所述的超低频摆式调谐质量阻尼器的实现方法，包括如下步骤： (1)枏据结构减振用摆式TMD的质量mTM3、频率fTm，确定摆长理论初始值
刚度初始理论设计值
⑵根据U
I定摆长1调整取值区间，其中表示 摆长1对应的振动频率，并计算相应摆式系统的等效刚度及TMD的容许摆角 f，其中A表示TMD的设计振幅；
(3) 确定负刚度调节装置的附加刚度设计值ks=kfki; (4) 进行负刚度调节装置的细节设计： ① 选取圆柱形永磁铁，其具体尺寸参数为：永磁铁的半径r、永磁铁充磁面面积Am= Jrr2、永磁铁的厚度S、永磁铁的剩磁感应强度民，同时定义相互对应吸引的两块永磁铁为 一组； ② 根据TMD的振幅A初选一个较大的屯，且屯〉A，其中d^表示TMD质量块处在平衡 位置时相互吸引的一组永磁铁之间的净间距； ③ 质量块两侧对称布置的一组永磁铁产生的附加刚度kmag(0 (t)) =kn(t)-kp(t)，取 TMD摆角0 (t) = 0. 5 0max时对应的瞬时kmag(0. 5 0max)值作为附加刚度计算值； 其中：
④ 确定质量块两侧的永磁铁的组_
⑤判断mgsin0 max>n(Fn-Fp)cos0 _是否成立，若成立，减去0. 01m返回第③步，若 不成立，停止循环，并取上一次cU导到的质量块两侧的永磁铁组数n作为优化结果。 (5)TMD实际安装调试时，采用结构振动测试的方法对TMD的频率fTH)进行校验，若fTH) 实测值偏小，通过微调调大(V咸小附加负刚度，若fTm偏大，通过微调调小cU增大附加负刚 度。
【专利摘要】本发明属于结构振动控制技术领域。一种超低频摆式调谐质量阻尼器及其实现方法，其包括通过增设的新的结构的负刚度调节装置形成一种新的调谐质量阻尼器，同时公开了该新的调谐质量阻尼器的实现方法，从而使得其能够有效减短超低频摆式TMD的摆长，减小TMD的安装空间，扩大了超低频摆式TMD的工程应用范围。
【IPC分类】E04B1-98
【公开号】CN104612279
【申请号】CN201510060672
【发明人】汪志昊, 李晓克, 陈爱玖, 刘云, 吴泽玉, 郜辉, 刘飞, 张闯, 皇幼坤, 王丽娟
【申请人】华北水利水电大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月5日