大跨维修机库竖向地震响应的被动控制研究

大跨维修机库屋盖竖向模态频率分布密集,竖向地震响应显著。针对机库结构,研究其屋盖竖向振动被动控制方法。结合大跨机库的动力特性,提出采用调谐质量阻尼器(TMD)系统减振方案,并针对某机库进行减震分析,从时域、频域不同角度研究屋盖节点竖向地震响应的减震效果。进一步提出大跨机库多组TMD系统减震方案,分析不同参数组合下频域内机库屋盖节点的减震效果及其分布规律。研究结果表明,地震波频谱特性对机库采用调谐质量阻尼器的减震效果具有较大的影响,应根据具体结构动力特性及场地特点来确定合理的减震方案。     

地震行波输入下大跨度斜拉桥耗能减震措施

地震作用下漂浮体系斜拉桥的纵向位移较大,需采取抗震减震措施。以一座大跨度斜拉桥为实例,建立三维有限元模型,计算分析了地震行波输入下粘滞阻尼器对飘浮体系斜拉桥的减震效果。结果表明,地震行波效应会减小斜拉桥桥塔的地震反应而增大主梁的地震反应,粘滞阻尼器被动控制对斜拉桥位移的减震效果非常显著,且行波效应对其减震效果无明显不利影响。     

惯性减振和基础隔震混合控制研究

隔震结构是最为常见的减震方式之一,通过设置隔震层可以有效减小上部结构的地震反应,但同时隔震层也将承担较大的位移反应,这往往成为隔震结构设计时的主要限制因素。通过在隔震结构上加装调谐质量阻尼器(TMD)可以在一定程度上减小隔震层的位移反应,但是其减震效果受到质量比的限制。基于此,本文拟对一种新型的惯性减振装置(旋转惯性双重调谐质量阻尼器(RIDTMD))和基础隔震混合控制结构进行地震作用下的响应分析。RIDTMD在传统的弹簧单元和阻尼单元外又加入了质量单元,利用质量单元的旋转惯性进行减震,从而实现较大的表观质量,使减震效率和鲁棒性均有所提高。以某8层基础隔震结构为算例,研究了RIDTMD对混合控制体系控制效果的影响,并对TMD与惯性减振装置在隔震结构中的减震效果进行了比较。     

火电厂房结构煤斗基于DTMD及MTMD调谐策略的减震控制分析

TMD的减振效果对调谐频率的波动十分敏感,而在实际工程中其频率很难达调谐到最优,这导致其有效性明显降低。有鉴于此,本文立足于双调谐质量阻尼器(DMTD)及多重调谐质量阻尼器(MTMD)研究理论,通过SAP2000软件建立结构整体模型,并采用集中质量的方式模拟煤斗重量,研究了将DTMD、2重TMD、5重TMD调谐策略应用于某大型火电厂房煤斗,由于DTMD在Y向的作用退化为TMD,主要分析其单向(X向)动力反应的减震效果。结果表明,DTMD对结构X向的减震效果优于2重TMD及5重TMD;2重TMD及5重TMD对于结构X向及Y向位移响应均具有一定的减震效果,对于煤斗层及顶层也存在失效情况;罕遇地震作用下,DTMD的残余变形要小于2重TMD和5重TMD。     

新型调谐黏滞质量阻尼器对斜拉桥的减震控制分析

以一种新型的调谐黏滞质量阻尼器（Tuned viscous mass damper, TVMD）作为控制装置,实现了对斜拉桥的控制模型建立及减震控制分析,探讨了TVMD装置减震的适用性和有效性。基于TVMD装置的工作原理和力学模型,建立了多自由度空间结构多TVMD控制装置在地震激励下的状态空间控制模型和传递函数模型|基于H2控制理论,以结构控制目标响应传递函数的H2范数作为优化目标,提出了利用分步参数扫描进行多TVMD控制装置参数优化设计的方法|以南京长江三桥作为控制对象,针对其在纵桥向地震激励下的振动,分别以TVMD、调谐质量阻尼器（TMD）和黏滞阻尼器（VD）作为控制装置,进行了控制方案的设计与效果的对比分析,对比分析结果表明,TVMD减震控制装置具有更为显著的减震效果及更优的耗能效应。     

地震作用下某高层结构MTMD减震控制研究

通过数值模拟研究了地震作用下高层结构多个调谐质量阻尼器(MTMD)减震控制。根据实际工程,利用国际通用软件ETABS建立了结构三维有限元模型,进行了动力特性的分析,得到了结构的前几阶频率;根据不同场地类型,选取了4条典型的地震波;研究了调谐质量阻尼器(TMD)的参数选取和有限元的模拟;运用时程分析方法,分别研究了不同地震作用下高层结构有无控制下的反应。研究结果表明,MTMD对高层结构的减震控制效果明显,场地类型对减震控制效果有一定的影响。所获得的结果为高层结构减震控制设计提供参考和依据。     

MTMD应用于海洋平台结构的参数优化研究

针对调谐质量阻尼器（TMD）只对某个频率控制有效果,并且TMD质量和体积较大,不适合应用于处在复杂海洋环境中海洋平台结构的问题,在对TMD应用于海洋平台的减震进行充分研究之后,提出了在海洋平台结构上采用多个调谐质量阻尼器（MTMD）进行减震控制,分析MTMD对海洋平台结构的振动控制效果。以JZ20 2海洋平台为研究对象,采用并联的形式将多个不同的TMD与海洋平台结构相连,通过输入3种地震波,观察施加不同MTMD的海洋平台体系的位移及加速度反应,并对MTMD系统的基本特性进行研究。结果表明:TMD的质量对海洋平台减振效果有着较大影响,在已知质量系数的前提下,MTMD的阻尼系数和TMD的个数对控制结构的振动起着重要影响,而且这些参数存在优化问题。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型，通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能，并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计，以考察充分发挥其性能的工况下，两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时，调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应，调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好，具有一定的减震优势，并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽；当两者均为最优设计时，减震效果相当，但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小，可降低相对位移幅值24.5%，并且具有更好的鲁棒性。     

TMD对某大跨度拱桥横桥向振动的影响分析

为了研究调谐质量阻尼器(TMD)对大跨度拱桥地震响应的控制效果,以某拱桥为例,基于MIDAS/Civil有限元软件建立设置TMD的结构有限元模型,研究了TMD系统的最优参数的取值,并对比分析了设置所求参数的TMD前后该拱桥拱圈顶部横桥向在安评地震波作用下的位移反应,结果表明该TMD系统的减振率到达了25.5%,控制效果十分明显。     

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。     

澳凼第三大桥斜拉桥的非线性地震反应及TMD初步控制研究

本文结合一座澳门澳第三大桥斜拉桥的工程设计实例 ,采用大型有限元分析软件ANSYS ,选取空间BEAM188和BEAM4单元建立动力计算模型。为了分析斜拉桥的材料非线性地震反应 ,采用转动弹簧COMBIN40单元来模拟桥墩延性塑性铰的非线性性能。用编好的选波程序合理地选取三条地震波 ,在大震情况下沿桥的纵、横向分别输入 ,并把桥的非线性地震反应与线性地震反应作了分析比较。另选取MASS2 1和COMBIN14单元对斜拉桥进行了TMD初步控制研究 ,研究结果表明减震效果明显。     

结构水平-扭转耦合振动控制研究

运用调谐质量阻尼器(TMD)对结构水平-扭转振动进行控制。建立了扭转耦合结构控制的三维有限元模型;为了提高TMD的有效性,使模态位移响应的均方值之比(结构有无TMD)最小化,对TMD参数进行优化。数值算例表明本文方法对长宽比较大的结构切实有效。     

围护墙多功能减震结构振动台试验研究

为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。     

钢结构人行桥TMD减振分析及测试

钢结构人行桥在人行荷载作用下,会产生竖向振动。过大的振动不但会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题。本文采用Midas Gen软件对上海市某人行桥进行人行荷载激励下的动力响应分析,对比安装经优化设计的TMD系统前后的结构振动响应,验证了TMD良好的减振效果。并对该人行桥进行安装TMD前后的对比振动测试,用加速度峰值、整体均方根值和连续均方根值评价了TMD的减振作用。     

大跨度三塔斜拉桥地震响应分析

结合某大跨三塔斜拉桥工程设计实例,采用有限元分析程序ANSYS建立动力计算模型。用子空间迭代法对桥梁的动力特性进行了计算,根据桥址场地地震动参数,用反应谱法和时程分析法进行地震反应对比分析。建议在大跨度斜拉桥抗震设计中,以反应谱分析结果作为抗震设计依据,以时程分析结果作为复核。     

模态间气动耦合效应对调谐质量阻尼器最优参数的影响

基于多模态耦合抖振理论,导出带有被动调谐质量阻尼器(TMD)的桥梁多模态耦合抖振系统运动微分方程,采用随机振动理论求解系统运动微分方程,并编制了桥梁多模态耦合抖振TMD控制和参数分析程序。以一座斜拉桥为算例,着重分析了模态间气动耦合效应对TMD最优参数和控制效率的影响。     

基于ANSYS的大跨斜拉桥地震响应分析及性能评估

为研究西部高烈度地区大跨度斜拉桥的地震响应特点,以兰州市南绕城高速公路上一座跨径为177 m+360 m+177 m的结合梁斜拉桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立其空间计算模型,分析了该桥的动力特性。运用非线性时程分析法计算桥梁结构在50年超越概率10%和2%两种地震水平作用下的地震响应,并以构件的能力需求比评估了该桥的抗震性能。结果表明:地震作用下主梁纵向振动与横向振动基本不耦合,其竖向位移受纵向地震作用影响较大;由于结构的非对称性,5#塔（南桥塔）的塔顶位移及塔底弯矩均大于4#塔（北桥塔）;在E1和E2两种水平地震作用下,各桥墩和桥塔关键截面以及斜拉索最小能力需求比均大于1,满足抗震性能要求;各桥墩纵桥向能力需求比小于横桥向,而桥塔纵桥向能力需求比大于横桥向,建议在过渡墩和辅助墩上安装减隔震装置,加强其纵桥向抗震性能。     

砌体结构TMD减震体系非线性地震反应研究

根据随机振动理论推导了多层剪切型结构TMD减震系统的随机地震响应,分析了参数的变化对TMD减振系统减震效果的影响,从而优化了取得最佳减震效果所需要的关键参数.以砖砌体结构为研究对象,建立了用于非线性地震反应的三线型骨架曲线及其滞回规律,编制了非线性地震反应分析程序,计算了一幢六层砌体结构减震前和采用TMD减震后的地震反应,分析结果表明,在7度多遇烈度和7度基本烈度地震动作用下减震效果良好,在7度罕遇烈度地震动作用下,TMD系统应通过加强构造措施保证抗震性能.     

地震作用下多层砖混结构TMD控制及其应用研究

在结构地震反应时程分析基础上,对地震作用下多层砖混结构TMD控制优化设计方法进行了初步探讨;给出了地震作用下多层砖混结构TMD控制优化设计步骤。并用算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性。     

FPS型TMD控震效应分析

基于FPS(FrictionPendulumSystem)型TMD(TurnedMassDamper)控制的多层剪切型结构振动微分方程 ,通过时程计算分析了FPS型TMD控震响应规律。结果表明 ,合理设计的FPS型TMD控振系统可以改善结构的振动响应