高层建筑风致振动控制的研究

随着高层以及超高层建筑结构不断向更高和更柔的方向发展,强风作用下这类建筑的传统设计方法有时已经无法完全满足结构的抗风设计要求。因此,提出了采用振动控制来抑制结构风致振动控制的新方法。论文首先概述了高层建筑中风振控制的方法及其国内外的研究现状,然后对其中的调谐质量阻尼器(TMD)、主动调谐质量阻尼器(ATMD),以及摩擦阻尼器这3种控制方法详加评述,最后进一步指出我国风振控制研究的发展方向。     

大跨度输煤栈桥TMD振动控制研究

本文利用Sap2000有限元软件,对某一大跨度输煤栈桥进行竖向调谐质量阻尼减振器(TMD)减振分析,阐述了TMD的减振原理及参数优化方法,确定了TMD位置、质量比及其数量。通过模态分析及谐响应分析,说明了对安装TMD后的结构进行动力特性复核是有必要的,对比安装TMD前后结构的谐响应分析及在机械设备振动下的弹性动力时程分析结果,说明了合理安装TMD能够有效减小输煤栈桥的共振反应。     

某高层建筑结构隔震设计

本工程为一栋19层框架-剪力墙高层建筑,位于高烈度设防区(8度,设计基本地震加速度0.3g)。本文介绍了对该工程所采取的隔震结构设计,隔震层设置于地下室顶板以上,采用了57个隔震垫和8个阻尼器。设计中比较了结构隔震前后的动力特性,分析了结构的隔震效果,并对隔震结构进行了罕遇地震作用验算和抗风载验算等。计算分析表明,采用隔震措施可显著降低上部结构的地震作用,提供对建筑结构、房屋设施和人员的全面保护。     

高层建筑结构的振动控制

总结了近年来国内外土木工程结构振动控制研究与工程应用的状况,指出了振动控制有待解决的问题和发展趋势,并初步预测,结构振动控制的研究和发展将带来巨大的经济与社会效益。     

地震作用下不对称高层建筑平移-扭转耦联振动的控制研究

本文分析了不对称高层建筑平移—扭转耦连振动的动力特性及其地震作用下的动力反应，根据结构控制的基本理论提出了不对称高层建筑LTTMD控制的计算理论及计算方法，编制了相应的计算机程序。并用实例分析了一个20层不对称高层建筑；其结果表明，施加LTTMD控制机构后，结构的水平及扭转地震反应均显著降低。     

屋顶水箱TMD对加固结构的减震控制研究

对某国际大酒店进行了加固改造和楼顶水箱TMD装置设计,提出了两种TMD方案,并对结构在地震激励下的控制效果进行了仿真分析,验证了屋顶水箱TMD系统对于结构改造加固的可行性与有效性。     

带TLD多层隔震结构的抗震混合控制研究

为进一步减少隔震结构的地震响应,提出调谐液体阻尼器(TLD)与隔震系统联合控制的方法.基于集中质量模型推导出TLD与隔震层联合作用下多层剪切型结构的耦联运动方程,并结合算例进行中震作用下的时程分析.计算结果表明:在设置了隔震层的多层结构体系的顶层增设TLD系统可有效减少主体结构及隔震层的地震位移响应.     

基础隔震-ATMD混合控制结构的抗震分析

研究了顶层设置主动调谐质量阻尼器(ATMD)的基础隔震混合控制结构的抗震性能。首先,建立该混合控制结构的数学模型,其中应用双线性恢复力模型描述基础橡胶隔震垫的弹塑性特性,运用简单的加速度反馈算法计算ATMD的控制力。采用wilson-θ法求解运动微分方程。通过具体结构的地震动力时程反应分析,对该混合控制结构的抗震性能作出了评价。     

高层建筑中的隔震结构

研究了结构隔震的原理与隔震结构的特点和适用范围,介绍了隔震系统的组成与类型、隔震结构的设计要求,探讨了上部结构的地震作用和抗震措施,并对隔震装置要求与类型以及隔震结构的应用作了论述,从而使上部结构不产生破坏。     

考虑高阶效应的高层基础隔震结构振动与控制

为了研究高层基础隔震结构的高阶效应及其控制方法,揭示了高层基础隔震结构的高阶效应机理。以实际工程为原型,进行了1/15比例的缩尺模型地震振动台试验,同时建立有限元模型,通过时程分析方法获得加速度与位移响应,并将分析结果与试验数据进行对比验证了有限元模型的有效性。研究结果表明：在一定条件下,高层基础隔震结构高位部分可能产生较明显的高阶效应,其响应突变层位置基本置于高位部分质量与结构总质量占比约为1/5处;8度罕遇地震作用下,结构顶部加速度放大系数超过2,响应突变层附近层间位移角超过1/100,该类型结构可能具有较大安全隐患;提出的基础隔震与TMD混合减震方案和基础与层间混合隔震方案均能有效的解决高层基础隔震结构的高阶效应,其中基础隔震与TMD混合减震方案振动控制效果能达50%左右;基础与层间混合隔震方案的最佳减震效果可接近50%。     

高层建筑层间隔震和TMD混合控制抗震研究

简述了层间隔震的工作特点及其与调谐质量阻尼器（TMD）2种控制方法的优缺点，建立了层间隔震与TMD混合控制体系的动力模型，对控制参数进行了优化分析，然后以一个21层框架剪立墙结构为例，利用ANSYS软件分析了此种混合控制的减震效果。计算结果表明层间隔震与TMD混合控制结构对于超出设防烈度的地震在层间位移上具有较明显的抗震效果。     

基于双调谐隔震液体阻尼器的高层结构减震设计理论研究

为提升调谐液体阻尼器(TLD)的有效性和鲁棒性,提出一种基于双模态控制的双调谐隔震液体阻尼器(ITLD)设计方法。针对两自由度结构,以双模态为控制目标,建立了附加ITLD的结构简化力学模型,并基于该力学模型进行结构模态分析,提出了具有双模态控制优势的ITLD空间位置确定方法。并对该模型进行了参数分析和频率响应分析,分析表明ITLD在控制效果和鲁棒性方面具有显著优势。基于以上参数分析结果,结合主结构的模态特征,进一步提出了基于双模态控制的ITLD参数设计方法。以安装ITLD的典型高层建筑为例,对该结构进行了动力时程分析。结果表明：所提出的ITLD装置位置确定方法与多模态设计理论可以实现对高层结构的双模态控制,并有效抑制结构的位移和加速度地震响应;相比于传统的TLD,采用ITLD可以为结构提供一种强鲁棒性的减震措施。     

底层柔性柱隔震结构半主动控制研究

为减小隔震结构底部柔弱层的过大变形,提出了一种底层柔性柱隔震结构半主动控制体系。将结构底层柱设计成柔性柱,在底部填充墙与二层梁之间安装磁流变阻尼器,根据主动控制算法来适时调整阻尼器的阻尼力,对结构实施限位和耗能的半主动控制。建立结构振动模型,通过数值模拟分析该体系的振动特点和减震效果。研究表明,这种结构控制体系能有效减小结构的地震反应,隔震层位移减小50%以上,防止结构因底部位移过大而倒塌。隔震层刚度对减震效果有明显影响,层间刚度比应在隔震层位移、层间位移和加速度之间权衡考虑,并保证底层柱在大震下不发生失稳。在没有半主动控制条件的情况下,在隔震层安装固定阻尼耗能器件进行被动控制,也可减小底层位移30%以上。     

底层柔性柱隔震结构半主动控制研究

为减小隔震结构底部柔弱层的过大变形,提出了一种底层柔性柱隔震结构半主动控制体系。将结构底层柱设计成柔性柱,在底部填充墙与二层梁之间安装磁流变阻尼器,根据主动控制算法来适时调整阻尼器的阻尼力,对结构实施限位和耗能的半主动控制。建立结构振动模型,通过数值模拟分析该体系的振动特点和减震效果。研究表明,这种结构控制体系能有效减小结构的地震反应,隔震层位移减小50%以上,防止结构因底部位移过大而倒塌。隔震层刚度对减震效果有明显影响,层间刚度比应在隔震层位移、层间位移和加速度之间权衡考虑,并保证底层柱在大震下不发生失稳。在没有半主动控制条件的情况下,在隔震层安装固定阻尼耗能器件进行被动控制,也可减小底层位移30%以上。     

TMD在桥梁振动控制上的应用及其理论分析

用TMD(调谐质量阻尼器)来控制桥梁在汽车移动荷载作用下的振动,建立了考虑车辆质量的二级隔振摸型,即将车辆简化成由车轮和车体组成的两自由度系统,推导出桥梁在该荷载模型作用下的动力反应,导出系统的运动方程。在此基础,得出考虑TMD对桥梁的动力作用下的整个系统运动方程,该方程对桥梁的振动控制有着较高的参考价值。     

结构隔震体系的选择和应用

本文分析了国内外各种隔震措施的善，针对其存在问题，就隔震的发展方向，提出了自己的观点，以其使隔震广泛进入实用。文中提出两种隔震体系，可供工程实用。     

基于TMD减振技术的景观桥人致振动控制研究

人行桥的舒适度现已成为景观类桥梁设计的一个重要指标。本文以国内某景区内的人行景观桥工程为例,采用Midas civil有限元分析软件建立三维有限元模型,分析了该桥的结构动力特性及人致振动响应。人致振动加速度时程响应结果表明该桥的舒适度未能满足设计和规范的要求。因此,提出了采用电涡流调谐质量阻尼器(TMD)的减振设计方案,并通过实际工程中评估了减振效果,证实方案的可行性     

TLCD-偏心基础隔震结构减振控制

为了减小隔震层和上部结构偏心造成的结构扭转破坏,本文对偏心基础隔震结构和调频液柱阻尼器(TLCD)相结合的混合系统进行了研究,采用分部计算方法,分别先建立单层和多层上部结构、隔震层、TLCD运动方程,再建立基础隔震结构方程,得到TLCD–基础隔震结构耦联方程。根据偏心基础隔震结构动力特性合理放置TLCD,利用偏心结构TLCD转化TMD方法初步设计单个TLCD频率和阻尼比,并采用状态空间方程优化多个TLCD参数。编写MATLAB软件对比偏心基础隔震与偏心结构混合控制系统动力响应。通过对某三层偏心基础隔震结构进行数值模拟,四条地震波作用下对偏心隔震结构、TLCD–偏心隔震结构进行了时程分析,得出TLCD–隔震结构比隔震结构能更好地控制各层平移–扭转耦联响应。     

建筑结构的隔震减振和振动控制分析

分析了建筑结构隔震与消能减振的原理,结合实际应用情况,对建筑结构振动控制技术进行了研究,以解决建筑结构抗震设计中出现的一系列问题,确保建筑物安全。     

建筑结构的隔震、减振和振动控制

为了提升建筑结构的安全性和稳定性,要对隔震和减振等工作予以重视,践行规范化管理方案,在满足安全应用性能的同时,实现经济效益、社会效益的双赢.本文分析了建筑结构的隔震和减振原理,并从被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制等方面具体讨论了建筑结构隔震、减振和振动控制技术.