粘弹性阻尼器参数对结构风振控制的影响

本文主要介绍了粘弹性阻尼器在风振控制中的作用,从风振控制的基本概念入手,论述了结构风振的振型控制思想,就粘弹性阻尼器的安装位置问题进行了讨论,并以风振反应运动方程为基础,推导了粘弹性阻尼器对结构的控制力与结构层问位移的关系,分析阻尼器参数对结构风振控制的影响。     

液体黏滞阻尼器在超高层建筑抗风设计中的应用研究

超高层结构过大的顶点风振加速度会令人感到不适和恐慌,使用液体黏滞阻尼器可增加结构阻尼比,从而减小结构顶点风振加速度达到抗风减振的目的。对抗风振设计中液体黏滞阻尼器应用中的有关问题进行讨论,包括液体黏滞阻尼器不同布置方式的减振率对比,阻尼器非线性模型的计算模拟方法,液体黏滞阻尼器的型号选取、安装、维护等。同时通过工程案例,说明合理布置液体黏滞阻尼器可以有效地减小超高层结构顶点风振加速度,提高其风振舒适度。     

设置磁流变阻尼器的高层钢框架支撑体系的地震反应研究

磁流变(MR)阻尼器是一种性能十分优秀的减振装置,具有构造简单、调节驱动容易和反应迅速等优点,能有效减小工程结构的地震反应和风振反应,具有广阔的应用前景。本文研究了安装MR阻尼器的高层钢结构框架支撑体系的抗震性能。在介绍了MR阻尼器力学模型的基础上,推导了MR阻尼器-支撑框架系统的地震反应基本方程,并且采用了基于最优主动控制力的“开关-耗能”半主动控制策略对MR阻尼器实施控制。应用本文方法对一栋20层的高层钢结构进行了模拟计算,结果表明:安装了MR阻尼器的框架支撑体系的抗震性能明显优于纯框架支撑体系,是一种简单、方便和有效的减振系统。     

磁流变阻尼器的新型控制方法

应用磁流变阻尼器对结构振动进行了控制,对磁流变阻尼器的力学模型进行了介绍,并提出了混合的控制方法,数值计算表明,通过分别对三层、六层、十二层结构的仿真计算,混合控制方法可有效地减小结构的地震反应。     

MR阻尼器对高耸结构风振反应的智能控制

介绍了MR阻尼器对高耸结构风振控制的理论与技术。在详细地说明了MR阻尼器的智能特性和力学模型的基础上,提出了MR阻尼器对高耸结构风振半主动控制的基本理论,建立了MR阻尼器对电视塔、输电线塔和桅杆等高耸结构风振半主动控制的设计方法。工程实例的设计和仿真分析表明:MR阻尼器对高耸结构风振反应的智能控制技术具有较好的减振效果,是一种具有广泛应用和推广价值的高耸结构的抗风技术。     

巨型框架多功能减振结构脉动风振反应的瞬时最优半主动控制

根据瞬时最优主动控制的原则,提出了同时控制位移、速度和加速度的最优主动控制策略,并利用磁流体阻尼器,对巨型框架多功能减振结构的脉动风振反应进行了半主动控制,表明磁流体阻尼器控制结构的半主动控制能显著减小主次框架的振动加速度,能有效地降低主框架的振动位移,其控制效果优于被动控制。     

建筑减振粘滞阻尼器工程应用新进展

文章首先介绍了工程结构采用粘滞阻尼器的减振设计原理;然后介绍了5个应用粘滞阻尼器的代表性工程,研究表明,粘滞阻尼器可以较好地减小结构的振(震)动响应.     

BND工程结构抗震粘滞流体阻尼器在2008年北京奥运会等重点工程中应用实例简介

介绍了几个应用BND粘滞阻尼器的代表性工程,应用研究表明,粘滞阻尼器可以较好地减小结构的振(震)动响应,具有较为广泛的应用范围。     

应用新型SMA阻尼器的单层框架结构地震响应控制

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,设计了一种新型的SMA阻尼器,以单层框架结构为模型,将该SMA阻尼器安装到结构的不同位置,通过大型有限元软件ANSYS进行模拟分析,比较了SMA阻尼器在不同位置时的减震效果。分析结果证明,安装本文设计的新型SMA阻尼器可以有效地减小结构的地震反应,为SMA阻尼器被动控制系统在结构抗震中的实际应用和设计提供借鉴。     

巨型框架多功能减振结构脉动风振反应的线性最优半主动控制

根据线性最优主动控制的原则,提出了同时控制位移、速度和加速度的最优主动控制策略,导出了修正Riccati方程。由此利用磁流体阻尼器,对巨型框架多功能减振结构的脉动风振反应进行了半主动控制,表明该结构体系的半主动控制比被动控制能更显著地减小主、次框架的振动加速度,能更有效地降低主框架的振动位移。     

布置方式对MR阻尼器在网壳结构风振抑制中的影响及规律

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料抗风减振装置,将MR阻尼器以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的,研究了阻尼器的布置方式对空间网壳结构的抗风减振效果的影响.研究表明,阻尼器的布置方式对加入MR阻尼器后的网壳结构在风荷载作用下的减振效果具有一定程度的影响.     

粘滞阻尼器在北京银泰中心结构风振控制中的应用

北京银泰中心钢结构主楼高249.5m,为改善其上部豪华公寓的舒适度,采用粘滞阻尼器对风荷载作用下的结构水平振动进行了控制设计。设计风荷载考虑了顺风向和横风向脉动风的作用,并以时程分析和能量分析相结合的方法进行了计算分析。另外,对阻尼器在改善结构抗震性能方面的作用也做了补充计算。结果表明,粘滞阻尼器的合理应用不仅能有效地降低主体结构的风振加速度,满足标准中对舒适度的要求,在缓解地震的不利作用方面也具有一定的效果。     

MR阻尼器在空间网壳结构风振抑制中的控制策略影响规律研究

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料抗风减振装置,它以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的。本文研究了控制策略对空间网壳结构的抗风减振效果的影响。研究表明,不同控制策略导致不同的减振效果。Passive-off控制策略的风振抑制效果较差,Passive-on控制策略对控制结构位移响应效果较好,但对控制速度和加速度效果不佳。半主动控制策略对控制结构的位移、速度和加速度响应均较理想。     

TMD对钢塔风振控制的优化设计

提出了利用悬挂水箱作为调谐质量阻尼器来控制钢塔的风振,将ＴＭＤ对钢塔的控制作用归结为结构阻尼的增加,并给出了ＴＭＤ参数的优化设计方法。实例计算结果表明,提出的方法简便、实用,可应用于实际工程的设计中。     

Wind-induced vibration control of Hefei TV tower with fluid viscous damper

The Hefei TV tower is taken as an analytical case to examine the control method with a fluid viscous damper under wind load fluctuation. Firstly, according to the random vibration theory, the effect of fluctuating wind on the tower can be modeled as a 19-dimensional correlated random process, and the wind-induced vibration analysis of the tower subjected to dynamic wind load was further obtained. On the basis of the others’ works, a bi-model dynamic model is proposed. Finally, a dynamic model is proposed to study the wind-induced vibration control analysis using viscous fluid dampers, and the optimal damping coefficient is obtained regarding the wind-induced response of the upper turret as optimization objectives. Analysis results show that the maximum peak response of the tower under dynamic wind load is far beyond the allowable range of the code. The wind-induced responses and the wind vibration input energy of the tower are decreased greatly by using a fluid viscous damper, and the peak acceleration responses of the upper turret is reduced by 43.4%.     

大悬挑屋盖结构采用筒式粘弹性阻尼器的风振控制应用研究

合肥体育中心综合体育馆为大悬挑钢网架屋盖结构,悬挑28.23m.该屋盖结构悬挑跨度大,造型复杂,且悬挑部分上、下表面均受到风的作用,原设计方案的悬挑自由端竖向位移超出了规范的规定.为有效抑制风振响应、改善结构抗振性能,采用筒式粘弹性阻尼器对其进行风振控制.根据消能支撑的风振控制力、等效刚度、等效耗能因子及结构动力特性,在大悬挑钢屋盖结构的关键部位设置附加的消能支撑.研究和实践表明,设置消能支撑后,明显减小了风振的竖向位移反应,其强度和刚度均满足规范要求,取得了很好的社会效益和经济效益.     

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。     

基于风振舒适度的北京奥林匹克塔黏滞阻尼减振性能研究

以北京奥林匹克塔为工程背景,对其展开以舒适度为控制指标的黏滞阻尼减振性能研究。根据该多塔高耸结构的特点设计了连接桁架加腋的结构方案和不加腋的结构方案,比较分析两者之间动力特性的变化。并在连接桁架不加腋结构方案的基础上引入黏滞流体阻尼器(viscous fluid damper, VFD),对阻尼器的安装位置、装置数量等进行优化设计,形成了结构黏滞阻尼减振方案。利用风洞试验结果生成的三维风场,开展了连接桁架加腋方案、连接桁架不加腋方案和黏滞阻尼减振方案的风振响应分析,并从响应的空间分布、受风向角影响规律、时频域特性和阻尼器输出特性等方面进行分析。结果表明：相对于连接桁架不加腋方案,无论是连接桁架加腋方案还是黏滞阻尼减振方案,结构的加速度峰值响应均有不同程度的减小,其中黏滞阻尼减振方案最大衰减可达30.28%。     

Structural performance and cost analysis of wind-induced vibration control schemes for a real super-tall building

To evaluate different energy dissipation systems used to control wind-induced vibrations of a 456 m super-tall building in fluctuating wind excitations, the finite element (FE) method was employed to simulate the dynamic responses of the building. A series of wind tunnel pressure tests were conducted on a 1:450 scale model to determine the wind forces acting on the super-tall building. A FE model was also constructed and mass, damping and stiffness matrices were subsequently formulated as an evaluation model for numerical analysis. The evaluation model was further simplified to a state reduced-order system using the state order reduction method. Three different vibration control schemes, namely a tuned mass damper (TMD) system, a system containing only nonlinear viscous dampers and a hybrid control system combining TMD and viscous dampers, were examined through simulations with respect to their effectiveness in reducing the accelerations at the top of the building. Furthermore, a cost evaluation was conducted to determine the most economical structural design and vibration control scheme. The results show that the wind-induced vibrations of the analysed building can be controlled effectively by all the three examined schemes, while the hybrid control scheme and the scheme containing only viscous dampers further reduce the wind-induced vibration to satisfy a more stringent criterion for a six-star hotel. In addition, the hybrid vibration control scheme is also the most cost-effective among the examined schemes.     

杆身设置MTSD的桅杆结构风振疲劳控制

本文研究通过在格构式桅杆杆身上设置多个TSD控制装置,来减小桅杆风激振动,提高疲劳寿命。文中以一工程实例,建立了桅杆的空间动力分析模型,进行了有限元非线性时程动力分析,用雨流计数法统计了计算点的应力幅和循环次数,根据Miner线性累积损伤理论,用S-N曲线方法计算了桅杆疲劳寿命。通过设置控制装置前后桅杆疲劳寿命的对比,验证了设置振动控制装置来提高桅杆疲劳寿命是有效的。