Динамический гаситель колебаний

 

я и-:с А ""н

Союз Советских

Социалистических

Республик

О И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ в>727776

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

I (22) Заявлено 240878 (21) 2670249/29-33 (51)M. Кл.2

Е 04 В 1/98 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150480 Бюллетень Но 14 (53) УДК 699.84 (088.8) Дата опубликования описания . 180480 (72) Авторы изобретения

В,Н. Гордеев, A.Â. Перельмутер и Б.В. Остроумов

Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научноисследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (ЦНИИпроектстальконструкция) (71) Заявитель (54) ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в высотных сооружениях типа башен, в промышленных сооружениях, глубоководных основаниях, мостах с большим про- летом и т.д. для уменьшения амплитуды иХ колебаний, что обеспечивает нормальную эксплуатацию сооружений.

Известен динамический гаситель маятникового типа, включающий инер.ционную массу, подвешенную к опорному устройству при помощи тросов (1).

НедостаткоМ указанного гасителя является недостаточная его эффективность, так как рассеивание энергии 15 происходит только за счет сухого трения прядей каната между собой..

Известен также гаситель колебаний маятникового типа, включающий инер- 20 ционную массу, в направляющих кото-, рой установлен с воэможностью вертикального перемещения пустотелый цилиндр, частично заполненный сыпучим материалом, и подвески, выполненные 2з в виде стержней.

Рассеивание энергии происходит эа счет сил трения между концом цилиндра и тормозной площадкой. Сыпучий материал, заполнякший цилиндр, слу- 30 жит 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 гащения 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 йо конструкциям инерционной массы могут возникнуть нежелательные по727776 следствия, При установке же гасителя снаружи сооружения воздействие на не- го атмосферных факторов (ветер, 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. указанная цель достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем инерционную массу в виде пустотелого цилиндра, частично заполненного сыпучим материалом, и подвески, последние выполнены в виде йараллельно 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 — раз- QQ рез A-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 петель 3. Петли 3 выполнены из многопрядевого стального каната и снабжены механизмамй 4 в виде, например, винтовых стяжек, для реГулирования их длины, Концы петель 3 прикреплены к опорному устройству сооружения 5, Цилиндр 1 помещен внутри петель 3.. Возможны варианты выполнения 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 сы- 4() пучего материала 2 цилиндр 1 может быть частично заполнен вязким материалом-.-При колебаниях сооружения 5 цилиндр 1 движется в противофазе, как это пока "àíî 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 перемещение, последнее заставляет интенсив-. но перемешиваться сыпучий материал 2.

Частога собственных колебаний цилиндра 1 зависит от расстояния а между точками крепления петлевой под- 55 вески 3, От стрелки провисания петли каната f и радиуса цилиндра R. Она может быть изменена путем уменьшения или увеличения стрелки f за счет регулирования длины подвески винтовой Щ стяжкой 4. Эта частота при Е 6 — cyащественно меньше частоты колебаний маятника с длиной подвески, равной а и

Так, например, при R = 0,115 а

f = — частота колебаний цилиндра 1

2 примерно на 40% меньше частоты колебаний обычного маятника с длиной пода вески f а при f = О, 3 — примерно

Применение динамического гасителя колебаний данной конструкции позволит повысить эффективность его работы для вйсотных сооружений с малой базой, так как его можно разместить внутри высотного сооружения за счет выполнения подвесок в виде петель и тем самым исключить влияние на него 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 сухого трения прядей стальных канатов, то настройка гасителя на частоту колебаний данного сооружения может быть произведена на месте за счет регулировки длины петель,.

Формула изобретения

Динамический гаситель колебаний, включающий инерционную массу в виде пустотелого цилиндра, частично заполненного сыпучим материалом, и подвески, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы гасителя для высотных сооружений с малой базой и упрощения его конструкции, подвески выполнены в виде параллельно расположенных петель из многопрядевого стального каната с регулируемой длиной, а цилиндр с сыпучим материалом помещен внутри этих петель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 386180, кл. F 16 F 15/28, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 591562, кл. Е 04 В 1/98, 1976.

3. Патент ФРГ Р 1269220, кл. 21с, 6, опублик, 1969.. 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) .