可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置及减振方法，属于高耸结构减振装置技术领域。减振装置设置在主体结构上；包括内部设有密闭腔体的水箱，水箱呈环状结构，其悬吊设置在主体结构的外侧，水箱的密闭腔体中设有浮板，水箱的密闭腔体通过进水管及出水管与外部连通，进水管及出水管上均设有波纹管段，水箱上设有控制进水管及出水管通断的控制系统；水箱与主体结构之间设有一组隔振件。本发明专利技术能在全频域内实现对主结构的高效减振，能够实现TLD与TMD减振模式的快速转换，在满足主结构各个状态减振需要的基础上，能够减少个连接构件的承重，延长零件及装置整体的受用寿命。延长零件及装置整体的受用寿命。延长零件及装置整体的受用寿命。
【技术实现步骤摘要】
可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置及减振方法
[0001]本专利技术属于高耸结构减振装置
，具体涉及可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置及减振方法。
技术介绍
[0002]随着社会经济的发展，高耸结构的设计和施工手段不断进步，高耸结构包括高耸建筑、高耸塔、烟囱，高耸风力发电机等的规模不断扩大，随着新材料、新的加工工艺的涌现，这类高耸结构不断朝着更大、更高的方向发展，高耸结构往往呈现高柔结构，受风载荷影响较大，尤其是在风载作用下激发主结构的共振频率时，主结构的振动幅度较大，容易导致结构底部发生破坏而产生重大事故和损失，因此对高耸结构的振动控制至关重要。
[0003]当前结构的振动控制常见的有调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）和调谐液体阻尼器（Tuned Liquid Damper，简称TLD）。常见的TMD减振装置频带较窄，而TLD中浅水式TLD减振效果更加，但当主结构发生共振时，其振动幅度较大时，浅水式TLD减振性能已经不足，此时大质量的TMD的减振性能要远优于浅水式TLD减振装置。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置及减振方法，可实现全频域的高效减振。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，设置在主体结构上；包括内部设有密闭腔体的水箱，水箱呈环状结构，其悬吊设置在主体结构的外侧，水箱的密闭腔体中设有浮板，水箱的密闭腔体通过进水管及出水管与外部连通，进水管及出水管上均设有波纹管段，水箱上设有控制进水管及出水管通断的控制系统；水箱与主体结构之间设有一组隔振件。
[0006]进一步的，所述主体结构上固定安装有嵌入式钢环，嵌入式钢环的外侧均布有一组悬吊支架，悬吊支架上设有悬吊钢丝绳，水箱通过一组悬吊钢丝绳悬吊设置在悬吊支架上。
[0007]进一步的，所述浮板上设有吊耳，水箱的密闭腔体中设有一组用以支撑浮板的支撑板。
[0008]进一步的，所述控制系统包括压力式水位传感器及控制器，压力式水位传感器设置在水箱的底部并通过传输线路与控制器电信号连接，控制器内置有加速度传感器；控制器根据压力式水位传感器和加速度传感器的信息反馈，控制设置在进水管及出水管处的电磁阀，以调节水箱的进、出水。
[0009]进一步的，所述隔振件采用钢丝绳隔振器，其一侧与设置在主体结构上的内连接板连接，另一侧与设置在水箱外侧壁上的外连接板连接。
[0010]进一步的，所述进水管及出水管上的波纹管段靠近与水箱的连接处设置。
[0011]可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置的减振方法，包括以下步骤：S1、当加速度传感器监测到水箱振动幅值小于设定的阈值时，减振装置为常态浅水式TLD，此时，将钢丝绳隔振器视为刚性元件；S2、当主结构发生共振，加速度传感器监测到水箱振动幅值大于设定的阈值时，控制器发出信号开启电磁阀给水箱加水，水压带动浮板上浮直至水箱加满水，水位传感器通过反馈水位信息给控制器控制电磁阀关闭，停止加水，减振装置转换为TMD减振装置，该TMD减振装置产生与主体结构的反向共振行为，在振动过程中，一部分主结构的振动能量转化为水箱的动能及钢丝绳隔振器的弹性势能，另一部分通过钢丝绳隔振器的阻尼耗散，降低主结构的振动。
[0012]通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1）本专利技术能在全频域内实现对主结构的高效减振，能够实现TLD与TMD减振模式的快速转换，在满足主结构各个状态减振需要的基础上，能够减少个连接构件的承重，延长零件及装置整体的受用寿命；可广泛应用于高耸建筑结构、高耸塔设备、烟囱、风电塔筒等；2）本专利技术中，通过水箱的悬吊结构设计、进出水管上的波纹管段结构设计，配合水箱与主体结构之间设置的隔振件，组合形成一个能够随主体结构振动而进行振动调节的减振装置；3）本专利技术中，通过设置的浮板，能够防止水箱中的水在减振过程中发生扰动，避免其影响减振装置的减振效果。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术嵌入式钢环及悬吊支架的安装结构示意图；图3为本专利技术水箱与控制系统的安装结构示意图；图4为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。
[0016]请参阅图1
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4，一种可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，设置在主体结构1上，其包括嵌入式钢环2、悬吊支架3、悬吊钢丝绳4、水箱5、控制系统6、电磁阀7、进水管8、出水管9、隔振件10、螺栓螺母连接件11。
[0017]具体的，嵌入式钢环2可直接嵌入安装于主结构；悬吊支架3均布于嵌入式钢环2上，悬吊支架的筋板302上设有螺栓孔，可安装螺栓螺母连接件作为悬吊杆；悬吊钢丝绳4上端连接悬吊杆，下端以缠绕形式包裹水箱5以承担水箱质量。
[0018]具体的，水箱5呈环状可设为1/2或1/4环形组合以便于安装，水箱5内部设有支撑板501；日常情况下浮板502在重力作用下处于支撑板之上，浮板上设有吊耳503以方便安装，水箱上盖板通过焊接等方式安装于水箱上部，使水箱形成完全密闭空间，水箱5上设有进水口和出水口；水箱5底部设有压力式水位传感器601，可实时测得水箱5的水位并通过传输线路602传输至控制器603，控制器603内置加速度传感器，控制器603根据压力式水位传感器601和加速度传感器的信息反馈，控制进水管8和出水管9的电磁阀7以调节进水和出水，从而实现TLD与TMD之间的相互转换。
[0019]日常情况下水箱5内水量较少，水位处于支撑板501中下部，此时该减振装置为浅水式TLD，在振动较小时，浅水式TLD有着良好的减振作用。
[0020]当主结构发生共振时，加速度传感器和压力式水位传感器601实时传输相应信息，控制器603根据相关信息开启进水管电磁阀7使水箱5加满，浮板502在水压作用下逐渐上升，浮板502压在水面上抑制水的扰动，此时加满水的水箱5可整体视为一个质量块；隔振件10采用钢丝绳隔振器，钢丝绳隔振器通过螺栓螺母连接件11安装于主体结构1上的内连接板101和水箱5上的外连接板505，当水箱5加满水时，水箱5整体与钢丝绳隔振器组合从而将减振装置转换为TMD，具有大质量的TMD能更大程度的减弱主结构的共振，在振动过程中，TMD中的钢丝绳隔振器提供非线性软特性的恢复力并作为阻尼元件耗散振动能量。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，设置在主体结构上；其特征在于：包括内部设有密闭腔体的水箱，水箱呈环状结构，其悬吊设置在主体结构的外侧，水箱的密闭腔体中设有浮板，水箱的密闭腔体通过进水管及出水管与外部连通，进水管及出水管上均设有波纹管段，水箱上设有控制进水管及出水管通断的控制系统；水箱与主体结构之间设有一组隔振件。2.根据权利要求1所述的可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，其特征在于所述主体结构上固定安装有嵌入式钢环，嵌入式钢环的外侧均布有一组悬吊支架，悬吊支架上设有悬吊钢丝绳，水箱通过一组悬吊钢丝绳悬吊设置在悬吊支架上。3.根据权利要求1所述的可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，其特征在于所述浮板上设有吊耳，水箱的密闭腔体中设有一组用以支撑浮板的支撑板。4.根据权利要求1所述的可实现TLD与TMD互相转换的高耸结构减振装置，其特征在于所述控制系统包括压力式水位传感器及控制器，压力式水位传感器设置在水箱的底部并通过传输线路与控制器电信号连接，控制器内置有加速度传感器；控制器根据压力式水位传感器和加速度传感器的信息反馈，控制设置在进水管及出水管处的电磁阀，以调节水箱的...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁振宇，马玉帅，郭礼建，周水清，何伟，何兴，
申请(专利权)人：嵊州市浙江工业大学创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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