内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器——内置横向挡板的调谐液体阻尼器（TLDEB）。通过在普通调谐液体阻尼器（TLD）装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果。结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化。以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果。结果表明：TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果。     

利用悬挂水箱减小建筑结构地震反应方法

论述了采用悬挂水箱减小建筑结构在地震作用下反应的方法.利用悬挂水箱中液体的振动耗能和部分液体以及箱体的摆动耗能,减小建筑结构的地震反应.首先利用集中质量法,建立水箱———结构体系的计算模型和运动方程;然后根据水箱参数优化的结果,合理地选取了控制参数;最后进行3种地震作用下建筑结构的地震反应分析,并比较了控制的效果.研究结果表明,利用悬挂水箱中液体的振动和箱体的摆动,可以有效减小建筑结构的振动反应,为建筑结构被动控制技术提供了一种新方法.     

调液阻尼器减振效应研究的综述和展望

调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,简称TLD)作为一种被动耗能减振装置,近年来在结构减振中得到应用。从减振原理、影响因素、分析方法、设计方法等方面对TLD近年来所取得的成果进行了总结,并探讨了TLD研究的发展趋势,指出TLD数值仿真技术、非线性分析、可控TLD研究和开发、地震下的减振效应以及TLD-结构设计方法将是下一步的研究重点。     

钢桥塔裸塔状态涡激振动的TLD减振方法研究

利用TLD（Tuned Liquid Damper）对高耸钢桥塔进行振动控制,有效解决了桥塔建设过程中的安全问题和舒适度问题。本文讨论了TLD减小涡激振动的减振机理,给出了TLD对结构控制力的解析表达式,求出了TLD控制时时结构的位移响应,推导了结构安装TLD后结构的等效阻尼比。最后考察了TLD减小钢桥塔涡激振动中的具体应用,可有效减小钢桥塔在涡激振动下的位移和加速度反应。     

高层建筑利用特殊水箱的减振性能

对高层建筑结构利用特殊水箱减振性能进行研究,利用变截面水箱能有效调节振动频率的特点,分析有关参数的影响规律,并对高层建筑在地震作用下的动力反应进行数值分析。     

利用悬挂水箱减震的控制参数分析

利用Housner提出的集中质量法建立水箱液体振动的力学模型，得出计算脉冲质量和振动质量的计算公式；利用悬挂水箱的特点，建立水箱—结构体系的多自由度计算模型，得出了考虑摆长影响的质量和刚度的计算公式；针对所提出模型，定量的分析了各种参数对结构体系减振效果的影响规律；得出几种对工程应用有益的结论，研究的结果表明，水箱的尺寸、摆长、阻尼、质量比、频率比的参数对减振的效果起着重要的作用，合理选取这些参数可以有效减小结构在地震荷载作用下的振动反应，研究的结论为该体系的进一步应用奠定了基础。     

双向耦合地震作用下的混合控制结构研究

目的 为了改善滑移隔震结构的减震效果和适用范围，研究双向耦合地震作用对控振结构的影响．方法 提出3种磁流变阻尼器（MRD）与滑移隔震混合方案，建立了双向耦合地震作用下MRD与滑移隔震混合控制结构的动力分析模型。推导出其运动微分方程，采用瞬时最优控制算法对6层MRD与滑移隔震混合控制结构进行地震反应分析．结果 MRD与滑移隔震混合结构的3种混合方案在3种工况荷载作用下的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比3种工况下的滑移隔震结构有不同程度的降低．结论当考虑竖向地震作用存在时，随着竖向地震作用的加大，结构的地震反应有小幅度地增加，但各种结构方案都具有良好地减振效果。各混合方案在各种工况下的各种地震反应均得到了更好地控制，而混合方案3的控制效果更加明显。     

框架结构-斜底式TLD减振体系的振动台试验研究

使用同等质量的液体,斜底式TLD所产生的液体晃动力要比等效的普通箱型TLD大.基于振动台实验,测试斜底式TLD在建筑结构减振中的性能,实验表明,斜底式TLD对建筑结构的减振效果优于传统箱型TLD.     

基于MR-TMD的煤制气厂厂房半主动控制研究

提出了一种在TMD质量块上安装磁流变阻尼器的新型半主动MR-TMD控制装置,采用半主动控制算法,仿真分析了质量块在矩形波激励作用下,半主动MR-TMD控制系统对结构振动控制的可行性和有效性,并比较了半主动MR-TMD控制与被动TMD控制、主动AMD控制对同一模型结构的控制效果.仿真结果表明,半主动MR-TMD控制的减振性能优于被动的TMD控制和主动的AMD控制.     

对称正交铺设复合材料层合板的随机振动及振动控制

本文提出了对称正交铺设复合材料矩形层合板在随机荷载作用下的振动分析方法和防止它进入大挠度的振动控制设计方法。文中在建立了结构体系随机振动状态方程的基础上,提出了计算板反应各阶统计矩和可靠性的公式。并根据板的使用要求,应用现代控制论得到了将板挠度控制在要求的小挠度范围内的减振控制设计方法及相应的计算公式。     

简谐激励下TLD对高层结构减震性能

调谐液体阻尼器(TLD)是一种典型有效的结构响应被动控制装置.为解决已有报道中缺乏不同参数影响下TLD对高层结构的频域减震规律试验研究的问题,本研究建立了TLD-结构振动台实时子结构试验系统,通过一系列正弦激励试验,研究了不同参数下TLD对高层结构的频域减震性能.分别讨论了地震动频率与结构一阶频率比、TLD频率与结构一...     

高层建筑减震与模态分析

为了研究高层建筑隔震结构对高层建筑抗震能力的作用,应用Ansys有限元软件对固定高层建筑和隔震高层建筑进行了模态分析。研究结果显示,结构的固有频率随着阶数的增大而增大;隔震结构的隔震层消耗了大量的隔振能量;通过在建筑物上部结构与基础间设置足够安全可靠的隔震系统,形成柔性底层,使建筑物与基础隔开,以延长整个结构体系的自振周期。减少输出上部结构的地震能量,从而大幅度降低建筑物对地震的影响;隔振节点加速度明显降低;隔震后位移发生微小的减少。由模拟结果可知,地震破坏以水平破坏为主,震烈度决定了建筑物的破坏程度;隔震层吸收了地震中大量的能量,隔震上部结构绝对加速度明显降低,基础隔震体系能够降低结构的水平地震作用。     

高层建筑非线性地震反应的半主动模型预测控制

介绍了第三代结构控制的基准问题,通过研究地震激励高层建筑非线性反应的半主动控制,建立了高层建筑非线性地震反应的多步预测模型,模型中考虑了闭环控制系统中存在的时滞.基于非线性反应预测模型的Kal-man Bucy状态估计器,采用磁流变阻尼器作为控制装置,提出了半主动模型预测控制策略,并对一个20层基准建筑进行了非线性反应的数值仿真分析.将振动仿真结果与其他控制策略的结果进行对比分析,结果表明,半主动模型预测控制是一种性能优良的控制策略,能有效地抑制高层建筑结构的非线性地震反应,减小强烈地震或罕遇地震对建筑结构的破坏.     

不规则高层钢结构体系的地震反应分析

本文利用SAP2000软件对某综合办公大楼高层钢结构进行模态分析以及多遇地震下的反应谱分析和弹性时程分析,得到了结构的结构的前12阶自振周期和质量参与系数以及基本动力特性及抗震性能,说明结构布置能提供一定的抗扭刚度,保持良好的变形。全球由于地震造成的损失不计其数,而且随着城市人口密度不断加大,强震带来的损害将更为严重。因此,对不规则高层钢结构的地震响研究是很有必要的。     

水平荷载控制的复杂体型高层建筑结构设计研究

为对水平荷载控制的复杂体型高层建筑结构设计展开研究,首先阐释了水平地震作用下高层框架-剪力墙结构体系的动力特性,分析了风载作用下结构的风振响应及风荷载标准值计算方法.以某大厦为研究对象,从结构选型与布置、荷载标准值、主附楼之间的连接构造、基础的埋深、持力层的选择等方面对其展开结构设计计算,对结构自振周期、结构自振振型以及地震荷载或风荷载作用下产生位移结果展开了分析.研究结果表明：所研究建筑在水平荷载控制下,结构布置合理,变形满足要求,设计计算结果准确.     

基于增量动力分析法的高层建筑-阻尼器系统地震易损性分析

高层建筑在远场强地震下可能发生严重震害,通常在建筑中设置阻尼器实现消能减震,降低建筑物主体结构地震响应以减轻震致破坏。现行建筑抗震设计规范已经给出了建筑中阻尼器的通用设计方法,然而,建筑-阻尼器系统在强地震下的实际响应是否与设计结果有所偏差、在同一设防目标下不同类型阻尼器的性能是否存在差异尚不清楚。基于现行建筑抗震设计规范,设计了20层钢框架结构以作为阻尼器性能评估的Benchmark模型,并以同一减震目标设计了3类典型阻尼器：摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和防屈曲支撑,基于所拟合的阻尼器试验曲线,对阻尼器进行参数设计,给出了典型阻尼器的数值模型。基于场地类型选取了10条地震动进行增量动力分析,对比评估了3类典型阻尼器对结构抗倒塌性能的控制效果。采用基于位移的结构性能水准评价指标,研究了3类典型阻尼器的减震控制效果,结果表明,对于采用基于中国规范设计的高层建筑-阻尼器系统,速度型的粘滞阻尼器控制效果最优,位移型的摩擦阻尼器和防屈曲支撑次之,且性能相近。     

设置非等截面TLCD高层建筑在风荷载作用下减振分析

为了分析非等截面液柱式调谐阻尼器（TLCD)在高层建筑上对脉动风荷载减振的有效性,采用随机振动理论计算结构响应来获得分析数据.建立设有非等截面TLCD高层结构的运动方程,给出变截面TLCD阻尼等效线性化后的主结构传递函数封闭解,分析系统各参数变化对减振效果的影响,并进行优化分析.结果表明：水箱液体质量和结构一阶广义质量的比值越大,减振效果越好,横竖管的长度比也有同样规律|但随着水头损失系数和竖横管面积比的增长使减振效果先增后减.一般而言TLCD频率和主结构基频接近时能达到最优减振率.在实际应用中建议将TLCD安装在轻柔和小阻尼的结构上以获得理想的效果.     

高层结构动力响应的波动分析方法

目的提出高层结构动力响应的波动分析方法.方法取楼板及上下各半层结构建立控制体,基于Timoshenko梁理论,对其控制方程组进行空间离散,建立控制体平动和转动的动力学方程,给出层间弯矩和楼板转角关系式以及层间剪力与楼板位移和楼板转角的关系式.利用这些离散型方程组,在时间域上交替递推计算,给出高层结构动力响应数值计算的波动分析方法.结果与有限元方法进行对比,验证了该方法的有效性;数值算例表明,高层结构受地震作用时,其转动惯性和剪切变形对结构响应影响较大,进行结构动力分析时不应忽略.结论该方法适用于计算高层结构的地震响应问题,从波动角度为研究高层结构的动力响应分析提供了一种新的途径.