[其他]抑制結(jié)構(gòu)振動的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103224
• 申請日: 1987-04-27
• 公開（公告）號: CN87103224A
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐藤孝典
• 申請（專利權(quán)）人: 清水建設(shè)株式會社
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發(fā)明涉及一種抑制諸如建筑物和橋梁等結(jié)構(gòu)振動的裝置，振動是由風、地震或其他引起的。

隨著高強度材料的最新發(fā)展以及在制造工程和計算機結(jié)構(gòu)分析方面的突飛猛進，高聳的結(jié)構(gòu)變得既輕又韌。這種輕韌的高聳結(jié)構(gòu)的趨勢是自然頻率和振動阻尼因數(shù)變小，因此可能因地震或風引起的外力而意外地產(chǎn)生振幅很大的各種振動。這種結(jié)構(gòu)的振動給人們帶來不安，并且有可能使應力超過結(jié)構(gòu)允許的范圍。

因此，本發(fā)明的一個目的是提出一種經(jīng)濟而有效地抑制由風、地震引起結(jié)構(gòu)振動的裝置。

根據(jù)這個和其他目的，本發(fā)明提出一種抑制結(jié)構(gòu)振動的裝置，它包括一個置于結(jié)構(gòu)中容納抑制結(jié)構(gòu)振動用液體的槽，其所能容納的液體量，使液體在固有周期方面等于結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)參照附圖舉例說明本發(fā)明。

圖1是具有本發(fā)明振動抑制裝置的建筑物的示意前視圖，裝置置于屋頂并以垂直切面表示;

圖2是圖1中振動抑制裝置的放大平面圖;

圖3是圖2中振動抑制裝置的軸向切面圖;

圖4是圖1中具有振動抑制裝置的建筑物的示意模型;

圖5是本發(fā)明另一個實施方案的軸向圖;

圖6是圖1中振動抑制裝置改進形式的平面圖;

圖7是圖1中振動抑制裝置另一個改進形式的平面圖;

圖8是圖7中振動抑制裝置的軸向切面;

圖9是圖5中裝置改進形式的軸向切面;

圖10是沿圖9中Ⅹ-Ⅹ線的改進形式的切面圖;

圖11是沿圖13中Ⅺ-Ⅺ線，圖1中裝置另一改進形式的切面圖;

圖12是圖11中裝置在分隔件升起時的軸向切面;

圖13是圖11中裝置在分隔件降下時的軸向切面;

圖14是圖11中加速度探測系統(tǒng)的簡圖;

圖15是具有本發(fā)明振動抑制裝置的鋼索吊橋的側(cè)視圖;

圖16是圖15中鋼索吊橋具有基本改進部分的平面圖;

圖17是沿圖16中ⅩⅦ-ⅩⅦ線的放大圖;

圖18是裝在圖15中橋的一個塔架頂?shù)难b置的放大垂直切面;

圖19是圖1中裝置另一個改進形式的垂直切面;

圖20是圖1中裝置的又一個改進形式;

圖21是圖20中裝置的平面圖;

圖22是具有圖20中裝置的建筑物模型的示意圖;

圖23是本發(fā)明另一實施方案的部分切開的透視圖;

圖24表示圖23中振動抑制裝置裝于建筑物的天花板上;

圖25簡略表示在實驗中用的一個模型;

圖26是在圖25的模型上作比較試驗的曲線圖，它未采用振動抑制水;

圖27是在模型上作試驗的曲線圖，它采用了振動抑制水。

現(xiàn)參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的振動抑制裝置1通過由彈性板與鋼板交替堆疊而成的普通振動隔絕座3最佳地裝在建筑物2的屋頂。振動抑制裝置1包括一個裝在支承座3上面的空心圓柱形槽4，槽4具有一個上開口端5。振動抑制裝置1最好安置在建筑物2的屋頂以有效地抑制由地震，風等引起的振動。槽4也可用來盛裝飲用水或消防水。

所設(shè)計的槽4所能容納的液體W量，使液體W在固有周期方面等于建筑物2以抑制建筑物的振動。建筑物2和振動抑制裝置1基本上顯示了與圖4所示振動模型振動特性近似的振動特性。振動模型由代表建筑物2的第一振動系統(tǒng)A和代表槽4內(nèi)液體W振動模型的第二振動系統(tǒng)B組成，第二振動系統(tǒng)B順次連接第一振動系統(tǒng)A。第一振動系統(tǒng)A包括一個質(zhì)量為Mo的第一體6A，一個具有彈簧常數(shù)Ko并支承第一體6A的第一彈簧7A，以及一個具有阻尼因數(shù)ho并與第一彈簧7A平行的第一阻尼器8A。第二振動系統(tǒng)B具在一個質(zhì)量為Ml的第二體6B，一個具有彈簧常數(shù)Kl并支承第二體6B的第二彈簧7B，以及一個具有阻尼因數(shù)hl并與第二彈簧7B平行的第二阻尼器8B。

當振動系統(tǒng)A受到施加在體6A上的外力并振動，振動系統(tǒng)B開始以第一振動系統(tǒng)A振動周期的1/4相移振動。第一振動系統(tǒng)A的振動藉振動系統(tǒng)A和B之周期相等得以抑制。振動系統(tǒng)i之周期Ti一般用式（1）表示：

T i = 2 π M iK i]]>

其中Mi是振動系統(tǒng)i的質(zhì)量，而Ki是彈簧常數(shù)。由于建筑物2的周期To由其質(zhì)量Mo和彈簧常數(shù)Ko確定，液體W的周期Tl靠適當?shù)剡x擇槽4的尺寸和容積以等于周期To。