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。     

高层建筑平移一扭转耦联振动控制系统LTTMD的参数研究

本文分析了不对称高层建筑平移—扭转耦联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用LTTMD控制系统，控制不对称高层建筑多阶振型的计算方法，编制了相应的计算机程序；分析了各参数对LTTMD控制系统减振效果的影响。     

高层建筑结构动力时程响应分析的状态空间迭代法

本文把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应分析中，提出了状态空间迭代法分析高层建筑结构动力响应问题。根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。文中结合工程实例，采用状态空间迭代法进行结构动力时程响应分析，其计算结果表明，具有较高的精度，特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。     

基于风洞试验的对称截面高层建筑三维等效静力风荷载研究

基于刚性模型表面测压风洞试验建立高层建筑三维风荷载模型,进而运用振型加速度法求解风振响应动力方程,得到了包含拟静力项和惯性力项的弹性力响应解,并推导了对称截面高层建筑顺风向、横风向和扭转向风致随机内力响应。在此基础上提出了基于内力响应等效的可考虑高阶振型贡献的对称截面高层建筑顺风向、横风向和扭转向等效静力风荷载计算方法。结合某一对称截面高层建筑工程实例,对采用上述方法计算得到的结构三维等效静力风荷载进行分析并与我国规范方法顺风向等效静力风荷载计算结果进行比较。结果表明,高层建筑结构抗风设计应该考虑三维等效静力风荷载,且二阶振型对高层建筑等效静力风荷载的贡献不可忽视。     

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。     

大底盘不对称双塔楼高层建筑的抗震设计

以某高层建筑抗震设计为例,介绍了大底盘不对称双塔楼高层建筑的抗震设计,具体就结构设计、计算以及结构构造措施作了探讨,旨在提高建筑的抗震能力,解决其超限问题。     

高层建筑结构动力特性测试实例分析

高层建筑的动力特性是其自身固有的特性,一般是指其自振频率、振型及阻尼比.通过现场测试得到高层建筑的动力特性具有重要意义,既可以验证理论计算,又可以为建筑物的安全性评估及损伤识别积累基本技术资料.而在获取高层建筑动力特性过程中,现场测试方法至关重要,现场测试数据的精确程度决定了后续工作的成果.本文对高层建筑结构动力特性的现场测试方法进行了概括、比较与分析,并以两个实例加以论证.     

高层建筑抗震设计的发展趋势

本文从高层建筑抗震计算方法的转变、抗震可靠度分析理论和设计理论的建立、计算模型的完善、楼层反应谱的研究、倒塌机制与倒塌控制的研究、结构振动控制的研究与应用、专家系统的建立与应用、发展高层建筑抗震新型结构体系等方面,阐述了高层建筑抗震设计的发展趋势。     

考虑二阶振型的高层建筑顺风向风振响应简化计算

为评估高层建筑风振的舒适度,应建立简单实用的结构风振响应计算方法。而我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的高层建筑顺风向风振响应简化计算方法没有考虑二阶振型的贡献。基于准定常理论,采用频域法进行了考虑二阶振型贡献的高层建筑顺风向风致响应评估,并分析了二阶振型对结构风致响应的贡献。结果表明：二阶振型对高层建筑顺风向动力位移响应的贡献一般在2%以内,但对顺风向动力加速度响应的贡献最大能达到18%。在评估结构顺风向风振加速度响应时,二阶振型的贡献不能忽略。在此基础上,推导了考虑二阶振型的对称等截面高层建筑顺风向风振响应简化计算方法。将此简化方法得到的结果与频域法和规范公式得到的结果进行对比,其误差在5%以内,表明简化公式具有较好的精度和适用性。     

基于环境振动的高层建筑结构动力特性实测与数值模拟

高层建筑的动力特性是其自身固有的特性,一般是指其自振频率、振型及阻尼比。通过现场测试得到高层建筑的动力特性具有重要意义,既可以验证理论计算,又可以为建筑物的安全性评估及损伤识别积累基本技术资料。本文对某复杂高层建筑结构的动力特性进行了现场测试,并进行了三维有限元数值模拟。通过对实测结果和数值模拟结果进行分析,得出了该结构的自振特性,证明本文数值模拟效果良好,有足够精度。     

Perception of vibration and occupant comfort in wind-excited tall buildings

Wind-induced building vibration can interfere with building occupants’ daily activities and general well-being. However, human perception of vibration and tolerance of wind-induced tall building vibration are essentially a subjective assessment. Hence, there is currently no single internationally accepted occupant comfort serviceability criteria which set a design standard for satisfactory levels of wind-induced vibration in tall buildings. This paper reviews past studies on human perception of vibration and tolerance thresholds of wind-induced tall building vibrations. Building vibration acceptability and occupant comfort criteria that have been commonly adopted for the assessment of occupant comfort in wind-excited tall buildings are outlined.     

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。     

高层建筑风激励振动控制Benchmark问题研究

从历届的国际结构控制大会中可以看出,高层建筑风激励振动控制问题一直是结构工程师致力讨论和研究的重点课题.本文通过对风激励高层建筑模型进行自由度缩减和降阶处理,得到大大简化的评估模型.运用不同的控制方法和控制策略对基准问题高层建筑在脉动风荷载作用下的位移、速度和加速度响应量进行分析,提出基于随机分析的均方根响应和基于确定...     

高层建筑地震反应的分散最优迭代学习控制研究

针对地震作用下高层建筑结构的振动控制方法进行研究,引入分散控制的策略,将线性二次型最优控制(LQR)与迭代学习控制(ILC)算法原理相结合,提出分散最优迭代学习控制(Decentralized OptimalIterative Learning Control,DOILC)算法并应用于高层结构振动控制中。对某20层钢结构Benchmark结构模型进行数值计算与分析,结果表明,采用分散控制策略的DOILC算法与传统集中控制策略一样可以有效地抑制结构地震反应,相对于集中控制的单一失效分散控制系统的可靠性更强且数据实时处理效率大为提高。     

高层建筑结构的扭转反应控制

高层建筑结构扭转反应控制是设计中的关键问题,但在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中还没有这方面的具体规定。因此,有必要对《高层建筑混凝土结构技术规程》中控制结构地震扭转效应的主要方法进行解说和讨论:限制结构在考虑偶然偏心的水平地震作用下,每个楼层的最大位移和最大层间位移与该层平均位移和平均层间位移的比值(位移比)以及结构以扭转为主的第一振型周期Tt与以平动为主的第一振型周期Tl之比值(周期比);分析位移比、周期比和偏心率之间的关系,并说明计算偶然偏心影响和控制位移比、周期比的必要性和可行性,以及在单塔楼工程设计中的应用;对于多塔楼高层建筑结构,提出了控制扭转效应的设计建议:对上部无刚性连接的多塔楼结构,宜将各塔楼及裙房由裙房顶板处切开分别计算各自周期比;对上部有刚性连接的多塔楼结构,应采用整体结构模型计算并验算整体扭转和平动的周期比。     

高层建筑几种风振控制方式的设计方法

本文提出了高层建筑三种风振控制方式(拉索,挡风板和可调质量阻尼器)的一个改进的设计方法。文中:建立了脉动风的成型滤波器,导得了基于结构层间位移、速度和加速度反应的扩展二次型目标函数的控制规律,实现了高层建筑强度,刚度和舒适度的控制要求,提出了消极控制的具体设计方法,采用了一种简单而实用的自适应控制方法,使主动控制得到实现。     

高层建筑结构地震反应的三维分析

在三维静力分析的基础上,本文对高层建筑空间结构进行了动力特性分析,并推导了在一般情况下反应谱方法的有关公式。本文还通过对不同类型的结构用不同振型数目进行各振型的地震反应组合,比较了SRSS和CQC两种组合法,并提出了有关建议。