基于粘滞阻尼器的某超高层结构风振控制研究

以某全钢的钢结构超高层建筑为背景,研究了结构在风荷载作用下,采用粘滞阻尼器进行结构风振控制后结构舒适度的减振效果。首先利用MIDAS软件建立了该结构的有限元模型,并基于风洞试验验证了结构模型的正确性和有效性,采用粘滞阻尼器对结构进行了减振控制分析。计算结果表明,结构在最不利风向角风荷载时程作用下舒适度控制层的峰值加速度、均方根加速度得到有效控制,减振效果明显。     

宁波绿地中心结构整体稳定性分析和TLD风振控制

宁波绿地中心采用带加强层的型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系,结构整体稳定性是关键问题。根据结构实际刚度和荷载分布情况,采用了等效临界屈曲荷载系数和等效侧向刚度的修正算法,分析了结构整体稳定性。整体线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析也进一步验证了结构具有可靠的整体稳定性。设计中利用结构屋面放置的消防水箱,将其改造成调谐液体阻尼器(TLD)。分析计算了TLD自振周期、质量比等参数,介绍了其设计方法和步骤。参考了相关文献,计算得到TLD对高层建筑顺风向脉动风振反应控制效果的等效结构阻尼比,从而求得TLD对主体结构的减振效果。     

高耸钢烟囱环形TLD减振试验与数值模拟

针对高耸钢烟囱环形调谐液体阻尼器(TLD)的减振试验及其数值模拟开展研究。根据高耸钢烟囱模型结构,设计制作了环形TLD试验模型,确定了试验加载和测点布置方案。建立了环形TLD力学模型,并推导了高耸结构环形TLD减振控制的动力分析模型,据此编制了高耸结构环形TLD减振的分析程序。分别开展了模型结构设置纯水环形TLD、附加金属栅格环形TLD和附加泡沫颗粒环形TLD的减振试验,并进行了数值模拟对比分析。研究表明:所编制的程序能够模拟模型结构设置环形TLD减振结构体系的动力响应;当环形TLD调谐频率比为0.9时,减振体系阻尼比超过0.04,减振效果最佳;附加金属栅格或泡沫颗粒,能够提高环形TLD中液体阻尼,耗散振动能量,但随着液体运动受限增加,减振效果有所下降。研究为高耸钢结构环形TLD减振的设计和应用提供了相关数据。     

TLD减小钢桥塔涡激振动的原理及应用研究

讨论了TLD（Tuned Liquid Damper）的减振机理，并用解析形式给出了TLD对结构控制的减振力，求出了TLD与结构相互作用时结构的位移响应，推导了结构安装TLD后结构的等效阻尼比，给出了结构的减振效率，验证了TLD减振效果非常好，可以保证桥塔建设过程中的施工安全。     

矩形TLD在结构振动控制中的性能试验研究

介绍了矩形浅水TLD的减振机理和工程应用。通过4层钢架在简谐荷载作用下的试验研究,比较了该钢架在受控前和受控后的位移、加速度反应,表明TLD对结构低频振型具有比较好的减振作用。     

液体减振器在高耸结构物上的应用

本文主要研究一种新型的建筑减振器——U 型水箱减振器 TLD。这种减振器可用在高耸的塔型结构中,以减低由风或地震引起的振动。该减振器通过 U 型水箱的液体运动来吸收结构振动能量。文中以东莞电视塔作为工程实例进行 TLD 设计和计算 TLD 的减振效果,并编制结构计算程序。     

高层建筑地震反应的TLD振动控制

利用调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)对高层建筑地震反应进行振动控制研究.根据Fujino等提出的矩形TLD减振基本原理,建立了TLD中液体动水压力的控制方程,并采用有限差分法对矩形浅水TLD液体动水压力进行数值模拟,然后根据1栋91.0 m的高层建筑实际情况提出几种TLD设计方案,分别对其进行TLD-结构地震作用下的动力分析,比较几种方案的减振效果,确定最佳方案及具体的结构振动控制设计.结果表明,TLD系统对高层建筑地震作用下的加速度反应和位移反应均具有比较好的控制效果.     

用多重TLD减小高层建筑地震反应的控制研究

对高层建筑地震反应进行了多重调频液体阻尼器(MTLDs)控制研究;对高层建筑结构一、二、三主振型反应施加控制,分析了对结构第一、二、三阶主振型分别设置多重TLD体系对减振效果的影响：采用不同的TLD布置方案,得出不同的布置方案对减振效果的影响。     

高耸结构物动力分析与振动控制

本文主要研究液体调频减振器(Tuned Liquid Dampers)对结构振动的控制,通过对结构的简化,并采用振型分解法和时程分析相结合的方法,对结构进行动力分析和振动控制效果计算。研制一套适合设计TLD的计算机动力分析程序。计算表明,TLD是一种新颖、结构简单、有效的结构物减振装置。     

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.     

带有液体粘滞阻尼器的超高层建筑抗风设计及风振响应分析

超高层建筑遮挡物较少,在风荷载作用下,结构顶部强烈的风振加速度会引起人的不适。通过在超高层结构合理布置液体粘滞阻尼器增加结构阻尼比,从而有效控制结构风振响应,达到减振目的。以珠海某超高层工程实例为背景,采用风洞试验计算脉动风荷载时程,在最不利风向角风荷载时程作用下,对比分析了阻尼器不同楼层布置位置、不同平面布置位置、不同阻尼弹簧刚度及不同阻尼参数下的减振效果,选出最合理阻尼器布置方式,结构顶层风振加速度得到有效控制,减振效果明显。     

风荷载下碰撞摆对输电塔线体系的振动控制分析

高压输电塔-线体系是重要的生命线工程,确保它们在脉动风荷载下的安全可靠运行,具有十分重要的意义。本文通过MATLAB编程实现脉动风荷载的生成,基于实际工程,运用ABAQUS有限元软件对脉动风荷载下输电塔结构及输电塔-线体系在碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)控制下结构的动力响应进行研究,研究表明该减振装置具有良好的减振效果。另外,通过对不同质量比的减振装置的减振效果进行分析,确定该减振装置的最优质量比,为指导工程实际提供可靠的依据。     

调谐液体阻尼器动力响应的数值模拟

根据Fujino等提出的矩形TLD减振基本原理,建立了TLD中液体动水压力的控制方程,并采用有限差分法对矩形浅水TLD液体动水压力进行数值模拟。通过对某四层钢架多自由度结构体系在有TLD与无TLD的情况下分别进行模拟的计算结果比较可知,即使多自由度结构体系振型比较复杂,TLD对其仍具有比较好的减振作用,数值模拟结果与试验研究相符。     

浅液矩形TLD对地震作用下高层振动的控制

在研究TLD减振耗能机理的基础上，分别分析了TLD的主要设计参数，即频率比、深度比及质量比对控制效果的影响，由此给出了对TLD进行有效设计的主要步骤，说明了只要对TLD各参数合理调整，就可以很好地控制结构在地震作用下的响应。     

某大跨度登机桥人致振动减振研究

针对某钢结构登机桥的人致振动减振控制,采用结构减振控制理论,选取调频质量阻尼器(TMD)对结构进行人群荷载作用下的振动控制与舒适度设计。采用有限元分析软件MIDAS/Gen建立结构三维分析模型,对多种人群荷载工况输入下减振前后楼盖结构的动力响应进行时程分析;对大跨度楼盖动力特性与安装TMD前后的人群荷载下最大加速度响应进行现场振动测试,对减振前后结构的实测加速度响应进行对比分析。结果表明,采用TMD减振方案并根据实测结构动力特性调整其刚度可以使结构满足人群荷载作用下的舒适度要求,TMD起到了良好的减振效果。     

基于负刚度理论的新型减震器试验

在参考现有理论与有限元分析的基础上,以加速度响应、加速度均方差和减振率3个评价指标来研究基于负刚度理论的新型被动减震器的减震效果,论证了该装置的适用性。按照试验要求制作了单榀三层钢框架和减震器模型,并对框架模型进行了配重以模拟实际情况,分别选用El Centro波、Taft波、人工波和设计反应谱生成的波作为地震荷载。对安装该减震器的单榀三层钢框架进行振动台试验。结果表明:在不同地震波的作用下减震器均发挥作用,不同测点处的加速度响应、加速度均方差和减振率3个指标均低于无控结构,减震器具有比较好的减震效果; 不同水准地震动激励下,模型结构顶层、二层及一层最大加速度响应的减振率分别达到45.01%,26.32%,13.57%,其最大加速度均方根响应的减振率则分别达到53.01%,31.83%,19.59%,安装负刚度减振装置的钢框架模型结构的加速度响应得到了有效控制。     

某超高层屋顶停机坪TLD的优化设计及施工

为进一步改善和提高该建筑居住者的舒适性,根据实际建筑的结构动力特性调谐液体阻尼器对TLD进行设计使其与建筑结构同频反向振动从而达到振动控制的目的,采用水箱内格栅结构以及水体与水箱壁的摩擦碰撞进行耗能。原设计方案为两个TLD水箱,受屋顶直升机停机坪结构影响,优化为一个TLD水箱,同时对TLD相应技术参数予以调整,不仅满足结构消防储水的要求,也实现了对结构舒适度的控制。     

五种被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制的实用设计方法

本文在建立了五种被动的动力减振器 (TMD, TLCD, LCVA, C TLD, R TLD)对高层建筑结构脉动风振反应控制的统一方程的基础上,导出了被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制效果的等效结构阻尼比的统一计算公式和被动动力减振器优化参数的设计方法。在此基础上,文中依据我国《建筑结构荷载规范》,对设置被动动力减振器的高层建筑提出了抗风设计的荷载风振系数和脉动增大系数的修正公式,从而使被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制的设计计算可采用常规的规范方法进行,大大方便了广大结构工程师的应用。     

低周反复荷载下二阶摩擦减振控制支撑框架的试验研究

通过低周反复荷载试验，研究了二阶摩擦减振控制支撑框架结构的减振机理，对其耗能过程、滞回特性和恢复力模型进行了深入的分析。该结构具有两个滑动摩擦面，分别在不同的外荷载作用阶段起摩擦耗能作用，从而可取得较大的减振效果。同时阐明了二阶摩擦的存在，大大提高了结构的耗能能力。     

某超高层建筑结构风致混合减振控制研究

为改善某高度为450 m的超高层建筑结构的风振舒适性,基于线性滤波法模拟研究了该结构顺风向和横风向脉动风荷载时程,采用非线性黏滞阻尼器和调频质量阻尼器相结合的混合减振技术对其开展了风致振动控制研究。结果表明,线性滤波法能够用于模拟超高层结构的脉动风荷载时程,模拟功率谱函数与目标功率谱具有良好的吻合性;混合减振技术不仅有效降低了该超高层建筑结构的风致振动反应,大量耗散风振输入能量,改善结构风振舒适度,而且充分利用结构自身资源设计了调频质量阻尼减振装置,既节省空间,又在一定程度上提高了结构的经济性。