某超高层结构三种风振控制方法的对比研究

提要 以某超高层结构的风振控制为研究对象,阐述了风荷载的动力特性,利用改进的自回归模型模拟了X和Y两个方向的脉动风荷载时程,针对该工程的自身特点提出了设置粘滞阻尼器和调频质量阻尼器(II)、设置粘滞阻尼器(III)、设置调频质量阻尼器(IV)的三种减振控制方案。在10年、50年和100年一遇三种风振作用下,对该工程进行了不同风振方向和不同控制方案下的风振控制动力分析。对比分析了不同方案下的控制效果,结果表明控制方案II、III具有大量耗散风振输入能量、有效衰减结构动力响应、降低风振作用下结构层加速度和层间侧移沿高度方向突变的能力,可减小结构顶层位移和加速度响应的最大幅度分别为33％和51.4％,证明了所提控制方案对于抑制结构风致振动、提高结构安全和舒适使用性能的可行性和有效性。最后依据分析结果对超高层结构体系风振控制的分析与设计提出了建议。     

MR智能阻尼器对空间网壳结构的风振抑制分析

磁流变液（MR）智能阻尼器是一种新型智能材料减振装置,可用于空间网壳结构的风振抑制。以适当方式和空间网壳结构结合即形成智能材料杆件空间网壳结构。建立了智能材料杆件有限元模型,研究了磁流变阻尼器布置方式和控制策略对空间网壳结构抗风减振的影响。将MR阻尼器设置于网壳结构径向肋杆处优于设在结构环向杆件处。不同控制策略导致不同的风振控制效果。Passive—off控制策略的风振抑制效果较差;Passive-on策略对控制结构的位移响应效果较好,而对控制结构的速度响应和加速度响应效果不佳。半主动控制策略对控制结构的位移响应、速度响应和加谏序响府均掂瑚相．针对不同风荷载作用,采用相同阻尼器布置方案和控制策略,结构风振控制效果大致相同。     

耗能减振层对某超高层结构的减振控制研究

本文以某288m超高层框架－核心筒结构的减振控制为研究对象,针对该工程的自身特点提出了设置非线性粘滞阻尼器、铅粘弹性阻尼器耗能减振层的六种控制方案。在10年一遇风振作用下,利用改进的自回归AR模型模拟了结构Y方向的脉动风荷载时程,并对该结构进行了不同控制方案下的风振控制研究,同时针对该结构进行了7度小震和中震作用下的阻尼减震控制研究。对比分析了不同控制方案下耗能减振层对结构地震与风振作用的减振效果,结果表明本文提出的六种控制方案不仅能有效抑制结构的风致振动,显著改善结构的风振舒适度,对结构顶层峰值加速度响应的最大降幅达40％,而且还能提高结构在地震作用下的可靠性,进一步证明了耗能减振层对于超高层结构抗风与抗震的有效性和可行性,提出了风振与地震作用下设置耗能减振层超高层结构的分析与设计建议。     

高层建筑楼顶钢塔风振效应的参数研究

本文针对高层建筑楼顶钢塔的风振效应开展研究,采用线性滤波法模拟了结构的脉动风荷载时程,探讨了主体结构、楼顶钢塔及二者整体工作三种情况的动力特性,分析了脉动风速谱、频率比、楼顶钢塔高度和跨度等6种不同参数对结构顺风向风振动力性能的影响,并对比分析了线性和非线性粘滞阻尼器及粘弹性阻尼器三种速度相关型阻尼器对结构楼顶钢塔风振效应的控制效果。结果表明,结构楼顶钢塔设计时应避开主体结构的前三阶自振频率,以降低鞭梢效应;风荷载作用下楼顶钢塔的风振响应远大于主体结构,随基本风压和钢塔高度的增大而增大,但随钢塔跨度的增大而减小;阻尼器可有效衰减楼顶钢塔的风振响应,粘滞阻尼器对楼顶钢塔风振响应的减振效果优于粘弹性阻尼器,而非线性粘滞阻尼器的减振效果又优于线性粘滞阻尼器。     

某高层结构风振与地震反应控制设计方案的对比分析

摘 要：针对某98.93m高层结构自身特点设计了三种减振控制方案,即方案一将阻尼器布置在结构顶部21~26层;方案二将阻尼器布置在结构中部12~14层;方案三将阻尼器布置在结构下部3~4层,并以所模拟的脉动风荷载时程及所选地震波作为动力荷载输入,对结构进行各方案下的风振和地震反应控制对比分析。结果表明,各方案下风振与地震输入能量可得到不同程度的耗散而衰减结构的风振与地震反应。在结构的风振控制方面,方案二对结构顶层加速度和侧移的最大控制效果分别达43%和44%,其总体控制效果稍优于方案一,显著优于方案三;在结构的地震控制方面,方案一与方案二对结构顶层侧移的控制效果相当,均在10%左右,方案三控制效果最小。对同时考虑风振与地震反应的高层结构控制设计,建议尽量将减振装置设置在结构的中上部楼层,以最小的投入达到最大的控制效果。     

粘滞阻尼器抑制斜齿圆柱齿轮轴系振动实验研究

设计了一种剪切型粘滞阻尼器结构,研究其对斜齿圆柱齿轮轴系的振动控制规律。对该剪切型粘滞阻尼器的结构特点和减振耗能特性进行了介绍,在此基础上,搭建了一级斜齿圆柱齿轮传动实验台,实验研究了粘滞阻尼器对斜齿圆柱齿轮轴系的减振特性。实验结果表明,在较宽的转速范围区间,粘滞阻尼器可以同时抑制斜齿圆柱齿轮轴系水平和轴向的振动,有效改善齿轮副的啮合状态,衰减其冲击振动,减小振动激励。粘滞阻尼器可以大幅抑制斜齿圆柱齿轮系统啮合频率的高次谐波成分的振动。阻尼器不同安装位置的振动数据表明,在主、从动轴上同时安装粘滞阻尼器的减振效果要优于单轴安装阻尼器,因此,在实际应用中,要尽可能将粘滞阻尼器安装于振动较大的轴系,以获得理想的减振效果。     

基于简化模型的北京奥林匹克公园中心演播塔顺风向风振TMD控制研究

研究了TMD对北京奥林匹克公园中心演播塔在强风作用下顺风向风振响应的振动控制效果。基于随机振动理论,利用M.Shinozuka方法对该塔的顺风向脉动风荷载进行了数值模拟,得到了6条顺风向脉动风荷载时程曲线;利用二维模型研究了该塔的三维空间模型,并验证了二维模型的正确性和可靠性,而且利用二维模型进行减振控制研究,大大节省了计算时间;以该塔顶层的顺风向风振加速度响应为优化目标,对TMD的参数进行了优化研究。结果表明,该塔的顺风向风振加速度响应超过了规范的容许值,设置TMD后该塔的顺风向风振加速度响应有明显的减小;在TMD最优参数下,该塔顶层的顺风向风振加速度响应和位移响应的减振率分别为20.2%和42.7%。TMD吸收了大量的能量,对该塔的顺风向风振响应有明显的控制作用。     

多塔斜拉桥风致抖振响应的粘滞阻尼器控制研究

以六塔斜拉桥型的嘉绍大桥为工程背景,基于ANSYS瞬态动力学分析功能进行了嘉绍大桥风致抖振响应的非线性时域分析,在此基础上研究了采用粘滞阻尼器的多塔斜拉桥结构减振控制效果。研究结果表明:1) 多塔斜拉桥主梁和桥塔风振控制存在最大减振率,阻尼指数α愈小,最大减振率对应的阻尼系数c也愈小;2) 嘉绍大桥主梁跨中处设置刚性铰使主梁横桥向抖振响应显著增大,设置粘滞阻尼器后主梁中跨横向位移的最大减振率达到近50%;3) 嘉绍大桥采用次边塔与主梁固结的部分约束体系,使得次边塔的塔底内力明显大于其余塔的塔底内力,设置粘滞阻尼器后次边塔塔底内力的最大减振率达到近55%;4) 设置粘滞阻尼器使得多塔斜拉桥各塔和各梁跨的风振响应幅值趋于一致。因此,对于抖振响应相对较小的塔和梁跨其减振效果相对较小。     

MTLCDI控制连体超高层建筑风振响应研究EI北大核心CSCD

将惯容元件与安装在连体超高层建筑各自原有的水箱串联组成多调谐液柱惯容阻尼器(MTLCDI),用于控制连体超高层建筑的风振响应。MTLCDI不仅发挥水箱供水和消防的功能,还利用惯容元件的质量放大效应使其在实际质量较小的情况下有效控制主体结构的风致响应。建立了MTLCDI控制连体超高层建筑风振响应的非线性运动方程,用等效线性化方法讨论该方程的解;结合测压风洞试验,以某一连体超高层建筑为工程实例分析MTLCDI的振动控制效果;将MTLCDI控制效果与单、多调谐质量惯容阻尼器(TMDI,MTMDI)、单调谐液柱惯容阻尼器(TLCDI)的控制效果进行比较。结果表明:与其他3种阻尼器相比,MTLCDI能有效减小连体超高层建筑的风致加速度响应、脉动位移响应和层间位移角,还兼具有效利用建筑物各自水箱和节省安装空间的优势。研究结果为连体超高层建筑风振控制设计提供参考。     

某千米级摩天大楼的风振控制研究

以中国建筑总公司提出的拟建千米级摩天大楼为研究对象,运用有限元软件ANSYS进行了风振分析,计算结果表明风向角330°为结构位移响应的最不利风向,0°为结构扭转角位移以及舒适度响应的最不利风向。从数值上看,结构的层间位移角以及位移比极值超过了规范要求,为此采用了质量阻尼器和黏滞阻尼器对结构进行风振控制研究。针对两种控制方法,分别设计了相应的控制方案,考察了包括阻尼器参数,个数以及布置形式等相关因素对于控制效果的影响。据此给出对千米级结构风振控制的建议,为以后类似结构的风振控制设计提供参考。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.