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。     

杠杆式调谐质量阻尼器(LT-TMD)新模型策略的动力特性

根据建立的LT-TMD结构系统的动力放大系数解析式，讨论了LT-TMD的动力特性(包括冲程)。数值结果表明，LT-TMD和传统的TMD具有相等的控制有效性和冲程。然而，LT-TMD比传统的TMD具有更大的最优调谐频率比和更小的最优阻尼比。LT-TMD的关键优点是，通过移动支撑的位置，可以限制弹簧的静力和动力伸长而保持其控制有效性和冲程不变。     

调谐质量阻尼器(TMD)对大跨度楼面的减振效果分析

通过对一大跨度楼面进行减振分析,表明大跨度楼面在人行荷载下易发生共振效应,安装调谐质量阻尼器(TMD)后,可有效地减小结构的共振响应,使其能够满足人体舒适度要求。此外,当工程中对单个TMD构件重量有限制时,采用多个TMD(MTMD)代替单个TMD,可以减少其安装尺寸。     

用主动调谐质量阻尼器控制建筑物的地震反应

用主动调谐质量阻尼器控制建筑物的地震反应地震、风载引起高层建筑的动态反应早已引起土木工程师的极大兴趣．过去的二三十年中，为抑制结构振动，曾研究出若干被动和主动控制装置。在这些装置中，将质量块作为吸能系统的研究，已取得很多成果，如ＧＢ．Ｗａｒｂｔｈｅｎ...     

土木工程结构振动控制的最佳多重调谐质量阻尼器模型

刚度和阻尼系数保持常量但质量不同的频率线性分布的FD-MTMD能够提供更好的有效性和鲁棒性且最易制作。但是，FD-MTMD存在近零最优平均阻尼比。鉴此，本文提出了刚度和阻尼系数保持常量但质量线性分布的MD-MTMD新模型策略。数值结果表明，MD-MTMD不存在近零最优平均阻尼比，MD-MTMD和FD-MTMD能够近似地达到相同的鲁棒性和有效性。而且，总的来说，MD-MTMD的冲程小于FD-MTMD的冲程。因此。MD-MTMD是土木工程结构振动控制的最佳MTMD模型策略。     

结构增强调谐质量阻尼器控制研究

提出了结构增强调谐质量阻尼器(ETMD)装置。新装置是在调谐质量阻尼器(TMD)的基础上,在质量块与地基之间设置一个附加粘滞阻尼器而构成。将ETMD最优参数的评价准则定义为:设置ETMD的结构均方根位移(解析式)的最小值的最小化。在频域内评价了附加阻尼对ETMD控制结构位移响应的最优参数、有效性和冲程的影响,并与TMD装置进行比较。数值结果表明,ETMD的振动冲程控制明显优于TMD。     

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。     

结构双重调谐质量阻尼器(DTMD)控制策略研究

MTMD比TMD具有明显高的鲁棒性。然而,MTMD中各质量块位移不同,总的来说,呈递增或递减趋势,因而各质量块的有效性未得以充分发挥。再者,MTMD比TMD复杂,因而其造价比TMD高。鉴于此,本文提出一种新控制策略——双重调谐质量阻尼器(DTMD)。基于定义的二类最优化目标函数,评价了双重调谐质量阻尼器(DTMD)的控制性能。数值结果表明,利用第二类设计准则(新准则)设计的双重调谐质量阻尼器(DTMD)与由5个TMD组成的MTMD具有近似相同的有效性和鲁棒性。因此,双重调谐质量阻尼器是一种先进的控制策略。     

标志塔调谐质量阻尼器(TMD)减振控制分析与应用

河南艺术中心标志塔高60m,最大直径仅3.0m,属于高耸高柔结构,在风作用下容易产生明显的振动效应。在模态分析和时程分析的基础上,结合标志塔自振特性,采用被动式调谐质量阻尼器(TMD)控制装置。设计研究了TMD控制装置的位置、刚度、质量和阻尼的优化问题,完成了TMD控制装置的优化设计和结构整体结构减振控制设计。试验室测试及安装完成后,现场调试与测试结果显示,工程中的TMD达到了抗风减振控制设计目标。     

调谐质量阻尼器在振动控制中的应用与发展

对TMD系统的振动控制原理进行了分析，结合TMD系统在土木工程中的实际应用讲述了其发展过程，最后指出该系统的优点及应用中应该注意的一些问题，并针对问题提出了相应的解决方法。     

半主动电涡流单摆式调谐质量阻尼器减震性能研究

为了提高传统的调谐质量阻尼器（TMD）对建筑结构的减震效果,提出了一种可实时调整频率和阻尼的半主动电涡流单摆式调谐质量阻尼器(SAEC-PTMD)。由Hilbert-Huang变换(HHT)识别结构的瞬时频率,通过基于HHT的控制算法实时调节SAEC-PTMD的摆长进行频率的调节。研究并拟合了电涡流有效阻尼系数与磁导间距之间的关系,通过基于线性二次型高斯(LQG)的控制算法实时调节磁导间距,以实时调节阻尼系数。为了验证SAEC-PTMD对建筑结构的减震效果,对一单自由度结构模型在地震激励下的震动响应进行数值模拟。数值模拟中,采用一经优化设计的被动TMD (PTMD)作为对比,并考虑由主结构的累积损伤引起自身频率下降而造成PTMD的失调效应。以主结构的加速度和位移时程峰值、整体均方根值及其加速度和位移反应谱作为评价指标,评估了SAEC-PTMD在结构发生损伤前后对PTMD的改良效果。数值模拟结果表明,在结构发生损伤前后,SAEC-PTMD均比经优化设计的PTMD具有更好的减震效果。     

Optimizing parameters of tuned mass damper subjected to critical earthquake

Tuned mass damper (TMD) has been proposed as one of the vibration control methods for rehabilitation of buildings. Because the parameters of TMD can significantly affect the seismic performance of structures, many researches focused on finding the optimum parameters. Because earthquakes are random phenomena and future earthquakes in comparison with past earthquakes may be more destructive, the optimum design of TMD subjected to selected earthquakes can be nonconservative. Hence, the main contribution of this paper is to present the optimal design of TMD for the seismic vibration control of a structure subjected to a critical earthquake that produces the most severe response of a structure. In order to achieve this purpose, the parameters of TMD are optimized through minimizing the maximum displacement of the roof. First, three optimization methods are used to obtain the optimal parameters of TMD for a 10‐story shear building subjected to the critical earthquakes. Finally, the responses of the controlled and uncontrolled buildings such as the roof displacement, strokes, transfer function, and different forms of energy are compared. Results show that the optimum designs of TMD not only effectively reduce the roof displacement but also improve the seismic performance of the building.     

Suppression of bridge flutter using tuned mass dampers based on robust performance design

This study addresses design methodologies of TMDs for control of bridge flutter, considering the uncertainty of aerodynamic data in order to enhance the robustness of tuned mass dampers (TMDs) against frequency drift caused by wind-bridge interaction. To evaluate the robust performance of a TMD system, the concept of minimum flutter velocity is introduced in the presence of perturbed unsteady aerodynamic forces. Two types of multiple tuned mass dampers (MTMD) are considered, i.e. the frequencies of each TMD are regularly or irregularly spaced. An optimization procedure for an irregular MTMD (IMTMD), which has an unequal frequency interval and different damping ratio of each individual TMD, is proposed based on genetic algorithms. The proposed TMDs are then applied to a cable stayed bridge and a suspension bridge to prove the validity of the methods. From the numerical results, the proposed IMTMD shows remarkable control efficiency compared with conventional single TMD (STMD) and MTMD.     

Designing optimal tuned mass dampers for nonlinear frames by distributed genetic algorithms

In this paper, the capabilities of tuned mass dampers (TMDs) for the mitigation of response of nonlinear frame structures subjected to earthquakes have been studied. To determine the optimal parameters of a TMD, including its mass, stiffness and damping, we developed an optimization algorithm based on the minimization of a performance index, defined as a function of the response of the nonlinear structure to be controlled. Distributed genetic algorithm has been used to solve the optimization problem. For illustration, the method has been applied to the design of a linear TMD for an eight‐story nonlinear shear building with bilinear hysteretic material behavior subjected to earthquake. The results have shown that the method has been successful in determining the TMD parameters to reduce the structure response. The simplicity and desirable convergence behavior of the method have also been two important results of the method. Two performance indices have been defined: (a) the minimization of the maximum drift and (b) the accumulated hysteretic energy. It has also been shown that the efficiency of the TMD has been influenced by the mass ratio of the TMD, the maximum TMD stroke length and the TMD design earthquake. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

地震卓越频率(EDF)对主动调谐质量阻尼器抗震控制设计的影响评价

基于Kanai-Tajimi地震动模型，建立了设置主动调谐质量阻尼器(ATMD)结构的传递函数。于是，ATMD最优参数的评价准则定义为：设置ATMD结构的最大动力放大系数的最小值的最小化。ATMD有效性的评价准则定义为：设置ATMD结构的最大动力放大系数的最小值的最小化与未设置ATMD结构的最大动力放大系数之比。ATMD冲程的评价准则定义为：ATMD的最大动力放大系数。基于选择的评价准则，研究了地震卓越频率(EDF)对ATMD在控制结构位移响应时的最优参数、有效性和冲程的影响。     

附加PTMD风力发电机结构减振控制试验研究

通过开展附加颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper, PTMD)风力发电机结构模型的自由振动试验和振动台试验,研究PTMD自身参数对其减振性能的影响规律,检验PTMD用于降低风力发电机结构不利振动的合理性与有效性,揭示随机激励下耦合系统的工作机理。借助自由振动试验研究了设计参数对PTMD减振性能的影响规律,初步确定了系统的参数配置。同时,通过地震波激励工况、风荷载激励工况和风-地震耦合荷载激励工况对风力发电机结构使用PTMD进行振动控制的合理性与有效性进行了检验,进一步揭示随机激励下耦合系统的减振机理。试验结果表明：颗粒-腔体质量比和频率比参数分别取值0.27和0.97时PTMD表现出较好的减振性能;3种随机激励下PTMD能够有效抑制风力发电机结构的动力响应,其中,El Centro波作用下,PTMD对结构顶部加速度和位移峰值响应的控制效果分别为5.52%和7.73%,而对均方根响应的控制效果则高达33.3%和32.08%。由此可见,PTMD对均方根响应的控制效果优于峰值响应。对比传统调谐质量阻尼器(TMD)结果可知,经合理设计的PTMD具有更佳的减振...