高层钢结构-MTLD系统抗震优化设计方法

为方便工程设计 ,基于导出的结构 -MTLD系统动力放大系数控制指标 ,利用数值分析技术 ,给出了MTLD系统最优设计参数、MTLD系统优化设计步骤和结构 -MTLD系统抗震设计方法。利用时程分析方法 ,给出了钢结构TLD和MTLD地震反应控制设计算例以说明其具体应用。     

池式调谐质量阻尼器的动力分析

定义了池式调谐质量阻尼器(TMD),运用调谐液体阻尼器(TLD)与TMD相结合的方法综合考虑其总体动力效应;同时推导了结构与TMD、TLD以及池式TMD系统的运动方程.以结构物室内游泳池为例,研究了不同池长设计值的池式TMD在风振与地震激励下对结构的控制性能,对比了相应TMD、TLD的控制效果,并运用相位差分析的方法对池式TMD的设置提出了建议.结果表明:池式TMD经优化设计后可取得与普通TMD相近的控制效果,均远优于TLD;同时,池式TMD较普通TMD更经济且更具实用价值.     

调谐液柱阻尼器参数计算的简化方法

建筑振动是结构工程中遇到的主要问题之一,如何减震已经成为该领域的研究热点.大量的理论实践证明,调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper,TLCD)是一个能有效减震的装置,并且由于其结构简单,易于安装,已经越来越多的在实际工程中得到应用.TLCD对建筑物减震效果的好坏,取决于其自身的参数,参数...     

PTMD与基于RNNWBU模型的混合控制设计方法研究

基于抗震结构混合控制理论和神经-P315模糊控制理论，建立了PTMD与基于RNNWBU模型的粘弹性阻尼器相结合混合控制体系的运动模糊微分方程并得到其解，提出了该混合控制体系的二阶段设计方法及其相应的设计步骤与设计过程流程图，并利用MATLAB语言编制了一套能对该混合控制体系进行基于模糊的弹塑性时程分析的计算机程序，使用该程序对受控结构进行弹塑性时程分析，并与试验结果相对比，分析表明二者吻合较好，从而实现了PTMD与基于RNNWBU模型的粘弹性阻尼器相结合混合控制体系的二阶段设计方法，是对减震结构混合控制抗震设计方法的进一步发展．     

某厂房动力测试与楼板的振动控制

某厂房四层楼板在机器激励下，加速度振级超出正常使用要求。本文采用TMD系统以减小楼板振动，采用ABAQUS软件对厂房整体结构与单层楼板进行分析，并进行TMD系统的分析设计，对采用TMD与不用TMD的楼板的响应进行对比分析，采用TMD可以有效减小楼板的竖向振动。     

用于结构振动控制的MTMD设计模型及最优设计参数

多重调谐质量阻尼器(MTMD)是由许多频率成线性分布的调谐质量阻尼器组成。可能的系统参数组合形成5种MTMD模型(即MTMD-1～MTMD-5)。基于在基底加速度作用下具有一般MTMD时结构的位移传递函数，建立了MTMD1～MTMD-5位移动力放大系数(DDMF）的统一模式。利用DDMF和数值寻优技术得到了5种MTMD模型的最优设计参数。最优设计参数包括：最优频率间隔、最优阻尼比和最优调谐频率比。这些最优设计参数可为工程设计直接使用。数值分析表明：使用MTMD来控制结构的地震反应时，应同时选择MTMD-1和MTMD-5两种模型．经综合分析比较而确定。     

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。     

设置混合调谐质量阻尼器的高层建筑风振控制实用设计方法

结合GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中的等效静风荷载计算方法,研究设置主被动可切换的混合调谐质量阻尼器(TMD/ATMD)的规则高层建筑结构的风振分析与实用设计方法。将控制系统的风振控制效果按照风振响应方差相等的原则归结为对受控结构的附加等效阻尼比,推导了控制系统最优参数和附加等效阻尼比的计算公式,给出了惯性质量平均最大行程比、主动控制力和额定功率的简化计算方法;并讨论了主动/被动控制模式的切换准则。最后给出以风振控制Benchmark结构模型为对象的受控结构及混合调谐质量阻尼系统的设计算例。算例分析表明：建议的设计方法可以方便地进行受控结构响应分析和控制系统参数设计;混合调谐质量阻尼器可以有效减小设计等效静风荷载和结构的动力响应。     

高层结构调谐质量阻尼器动力测试与评价研究进展及工程实践

通过调谐质量阻尼器控制结构动力响应，改善高层建筑使用舒适度和服务功能品质，提升高层结构安全性能，已成为防灾减灾技术发展的重要趋势之一。考虑真实高层结构的复杂性与不确定性，对高层结构及其调谐质量阻尼器进行现场动力测试成为评价其减振/减震效果和结构性能评价的重要手段。基于已有的工程研究与实践，系统梳理国内外高层建筑采用调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)减振技术的应用现状，归纳国内外现有高层结构TMD动力激振试验类型及其监测物理量。利用“高层结构、调谐质量阻尼器”耦合系统动力模型，提出结构动力性能评价指标体系。同时展示了工程实例的TMD自由衰减试验与风振控制、主动质量阻尼器(active mass damper, AMD)固定频率与变频率强迫振动试验的典型动力评价结果。已有动力测试与评价结果表明，调谐质量阻尼器减振控制是一类有效且可靠的高层结构防灾减灾技术，TMD及AMD均具备优异的减振控制效果。     

Experimental and numerical study on vibration control effects of a compound mass damper

A compound mass damper (CMD) was put forwarded based on the joint vibration control effects of tuned liquid damper and colliding particles. A series of shaking table tests were designed in order to investigate the dynamic response of a single degree of freedom bent frame structure with or without the damper (CMD, tuned mass damper, and tuned liquid damper) under three different kinds of earthquake waves. It is shown that the vibration reduction performance of CMD is generally better than the traditional dampers no matter from peak response attenuation rate or root mean square response attenuation rate. The vibration reduction effect of traditional dampers is susceptible to the characteristics of earthquake waves, whereas CMD is effective in a broader frequency bands. Also, the vibration reduction effect of CMD is not sensitive to the amplitude of earthquake waves, which means the system has good robustness. In addition, CMD has the advantage of fast start‐up. The numerical simulation results of the CMD are obtained through certain simplifications, and are in good agreement with the experimental results, which further verifies the damping effect of the proposed damper and provides a simplified method for its engineering design.     

调谐液柱阻尼系统的半主动模糊控制

基于模糊控制理论,提出了一种新的控制策略和相应的算法,以解决结构使用TLCD(Tuned Liquid Col-umn Damper)阻尼器实施半主动控制的动力减振问题。在TLCD半主动控制系统中,液体对结构的反作用主要取决于液流的运动状态,它直接影响着结构的减振效果。由于液体和结构相互作用的复杂性,目前如何确定每一瞬时的液力阻尼系数,使液体运动处于最佳状态,仍是一个十分困难的问题。本研究的重点集中在控制策略的确定和模糊控制理论的应用上。通过液流运动,液体对结构的作用在形式上相当于施加了两个间接力:“液动阻力”和“势力”。根据二者对结构运动有利与否和结构的具体运动过程,确定出了相应的控制策略,并在此基础上发展了模糊控制规则。数值计算采用一个简化为单自由度系统的结构,使用了TLCD阻尼器实施半主动控制。在数值模拟中,一个模拟风作用的组合谐波被用来激励该系统。数值计算结果说明了TLCD半主动控制系统应用模糊控制理论的可行性和有效性。     

调频气压液柱阻尼器减振控制研究

调频气压液柱阻尼器（TLCGD）是一种从调频液柱阻尼器发展而来的新型而有效的结构减震装置。在U／V形阻尼器液柱上加上封闭式气压不仅增加了它的使用范围,使频率扩大到5Hz,并且提高了结构的有效阻尼。通过该装置在高层建筑和桥梁上的运用,U／V形调频气压液柱阻尼器能有效地控制水平为主的结构动力反应,而扭转调频气压液柱阻尼器（torsional tuned liquid column gas damper,TTLCGD）是一种能控制结构扭转为主的阻尼器。     

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。     

基于多自由度结构的DTMD参数分析及设计方法

双调谐质量阻尼器参数较多,其设计方法、有效性的研究仍不完善,鉴于此,针对地面运动作用下多自由度结构双调谐质量阻尼器的优化设计方法进行了初步研究,推导了双调谐质量阻尼器的位移动力放大系数(DDMF)。基于最优化目标函数研究了优化设计参数对振型参与系数的敏感性;在此基础上,给出了一种双调谐质量阻尼器的优化设计方法,并通过某高层钢结构的仿真分析对该优化设计方法的有效性进行了评价,结果表明,优化设计后的双调谐质量阻尼器可有效降低受控结构的位移动力响应。     

两种PTMD对剪切型结构地震反应控制效果比较

研究平动PTMD(translation passive tuned mass dampers)和转动PTMD(rotational passive tunedmass dampers)的参数变化对剪切型结构地震反应的影响.并采用MATLAB中的SIMULINK工具箱进行动态仿真,得出受控结构的动态反应,将两种控制方法应用到某十层建筑上,计算分析的数值结果表明两者用于控制顶层相对位移和绝对加速度都是比较有效的.     

Optimum design of a non-conventional multiple tuned mass damper for a complex power plant structure

This paper implemented an optimal design of non-conventional multiple tuned mass damper (NC-MTMD) system for coal scuttles in power plant. The NC-MTMD was introduced using base isolation for the coal scuttles. Mathematical models of the NC-MTMD were derived by considering multiple three-dimensional (3D) modes. Base seismic excitation is represented by 3D Kanai-Tajimi filtered white noise. Properties of the base isolation (stiffness, damping) were calibrated through global optimisation using base shear and torsion as the objective function. Derivative (e.g. Global Search, Multi Start), or derivative free (e.g. Pattern Search, Genetic Algorithm and Simulated Annealing) algorithms were considered. Pattern Search algorithm showed better convergence, efficiency and stability performance. A comparative study was performed for single- and multi-mode cases. Robustness of the optimum design was investigated quantitatively. Design parameter variation and mass variation (due to different levels of coal storages) were considered and their influences were studied.     

调谐质量阻尼器(TMD)在大跨斜拉桥减震控制中的应用

将调谐质量阻尼器(TMD)运用于润扬北汊斜拉桥地震反应控制。给出了TMD的减震机理及其力学分析模型,建立了TMD-斜拉桥地震反应控制系统的有限元模型,并进行了TMD对斜拉桥减震效果分析。分析发现,TMD使斜拉桥结构的阻尼耗能减少了30%,主梁跨中和端部的横向位移减少了12%,竖向位移减少了24%。结果表明,调谐质量阻尼器能有效的控制大跨斜拉桥在地震作用下的振动。     

大跨度钢结构承重楼盖阻尼减震技术

奥林匹克国家会议中心大宴会厅L4桁架跨度大,人正常行走、跳跃时容易产生共振,中间跨中的加速度超过人体舒适度的要求,经计算、分析确定采用TMD粘滞流体阻尼器的减振方案。试验表明TMD-粘滞流体阻尼器的减振效果非常明显,为今后类似工程积累了宝贵的经验和试验数据。