Dispositif d'absorbeur dynamique pendulaire

Abstract

 Dispositif pendulaire permettant l'absorption dynamique des mouvements des structures souples, caractérisé par sa faible hauteur.
L'absorbeur est accordé sur les fréquences de résonance de l'ouvrage.

Description

[0001] L'utilisation généralisée des aciers à haute limite élastique et des bétons à contraintes élevées pour la construction de passerelles ou d'ouvrages élancés confère à ceux-ci une grande souplesse. Les mouvements dynamiques autorisés par le calcul sont alors susceptibles d'en limiter le confort.

[0002] Une solution efficace à ce constat consiste en la mise en place d'absorbeurs dynamiques, constitués de masses suspendues accordées sur les fréquences propres caractéristiques de l'ouvrage. Pour ne pas troubler l'élégance de la construction, il est nécessaire de dissimuler ces absorbeurs dynamiques à l'intérieur des structures.

[0003] La finesse des tabliers modernes ne permet pas toujours d'y intégrer des systèmes pendulaires simples, dont la hauteur est incompatible avec la discrétion souhaitée par l'architecte.

[0004] La technique antérieure consistait en effet à suspendre dans la structure des charges localisées au droit des déplacements de grande amplitude, dont le mouvement basse fréquence en opposition de phase freinait l'ensemble lors d'excitations extérieures (passage de piétons, rafales de vents ...). La période du pendule simple ne pouvait être ajustée que par d'importantes modifications de sa longueur et dans un étroit domaine.

[0005] La présente invention offre l'avantage de garantir des fréquences de résonance très basses, accordées aux caractéristiques du mouvement de la structure à traiter, tout en restant géométriquement acceptable. Le calcul ci-après démontre qu'à fréquence propre égale, le dispositif de la présente invention offre une hauteur réduite de 40% par rapport à celle d'un système pendulaire simple.

[0006] La présente invention est constituée d'une masse secondaire m1 assujettie à un ressort L1 de raideur k sur laquelle est accroché un pendule de longueur L2 supportant une masse m2. Le ressort L1 peut être constitué d'une lame verticale en acier encastrée à son extrémité inférieure et équipée en partie supérieure d'une articulation, de masse m2 permettant le mouvement du pendule L2.

[0007] Les mouvements de la masse m1 sur son ressort L1 accordés sur le rythme du pendule complexe L2 permettent d'élever un centre de rotation fictif autour duquel la masse m2 se balance. La fréquence obtenue est donc équivalente à celle d'un pendule simple de plus grande hauteur.

[0008] La période du pendule complexe de la présente invention est facilement réglable dans une large fourchette par modification de la raideur k du ressort L1.

[0009] La figure 1 modélise le système. La fonction du ressort L1, articulé en partie inférieure pour la modélisation, est symbolisée par un ressort fictif horizontal de raideur k ; dans ces conditions, le ressort L1 est articulé en partie inférieure.

[0010] La figure 2 représente l'installation de deux absorbeurs dynamiques conformes à la présente invention, installés dans le tablier d'une passerelle pour en limiter les ébats horizontaux.

fréquence propre supérieure

[0011] 

fréquence propre inférieure

[0012] 

avec raideurs de substitution







limite de stabilité pour l'absorbeur

Revendications

1. Dispositif pour l'absorption dynamique des mouvements des constructions modernes réalisées en acier à haute limite élastique ou en béton fortement dosé, soumises à des excitations passagères afin d'en améliorer le confort, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un pendule complexe de faible hauteur permettant de garantir son intégration discrète dans la structure.

2. Dispositif pendulaire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que sa hauteur, réduite de plus de 40 % par rapport à celle d'un pendule simple de même fréquence, est obtenue par le relèvement de son centre de rotation fictif.

3. Dispositif pendulaire suivant la revendication 2) caractérisé en ce que son centre de rotation fictif est obtenu par les mouvements du point d'accrochage de masse m1 du pendule L2 de masse m2, lui-même en mouvement à l'extrémité supérieure d'un ressort L1.

4. Dispositif pendulaire suivant la revendication 3) caractérisé en ce que la masse m1 et la raideur k du ressort L1 sont choisies de manière à ce que les mouvements du point d'accrochage du pendule L2 soient synchrones avec ceux de la masse m2.

5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le réglage de la période du pendule complexe est possible sur un large domaine par modification de ses caractéristiques et en particuliers de la raideur k du ressort L1 constitué par exemple d'une lame d'acier encastrée en partie basse.

6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'absorbeur dynamique ainsi constitué est protégé contre la corrosion par un zingage à chaud ou une peintures adaptée.

Dessins