新型可控阻尼系统对海洋平台减震方法

提出运用双重TLCD微调的TMD系统(TMD-DTLCD系统)对海洋平台进行减震控制的方法。研究了本系统在海洋平台频率发生摄动情况下的减震控制效果。结果表明,TMD-DTLCD系统比普通TMD系统具有更佳的减震控制性能。     

TLCMD的工程设置方法

结构物的储水装置可被设计成调谐液柱/质量阻尼器(TLCMD);液体的动力效应会影响调频阻尼系统的控制效果。结合调谐液柱阻尼器(TLCD)与调谐质量阻尼器(TMD)共同作用的原理综合考虑了TLCMD的总体控制效果,并提出运用最优动力方法对TLCMD进行设置。算例分析表明:运用最优动力方法设置的TLCMD的控制效果明显优于普通方法,并为适应结构物内部使用空间要求提供了更为宽松的条件。     

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。     

新型变频TMD减振分析

针对原有TMD(调谐质量阻尼器)减振的局限性,提出了一种新型变频TMD的概念和模型。并以大跨度拱形结构为计算对象,分析了在水平地震作用下,这种新型变频TMD的减振效果。计算结果表明,新型变频TMD较原有的TMD而言,能够更好地减少结构物的振动。     

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.     

MTMD应用于海洋平台结构的参数优化研究

针对调谐质量阻尼器（TMD）只对某个频率控制有效果,并且TMD质量和体积较大,不适合应用于处在复杂海洋环境中海洋平台结构的问题,在对TMD应用于海洋平台的减震进行充分研究之后,提出了在海洋平台结构上采用多个调谐质量阻尼器（MTMD）进行减震控制,分析MTMD对海洋平台结构的振动控制效果。以JZ20 2海洋平台为研究对象,采用并联的形式将多个不同的TMD与海洋平台结构相连,通过输入3种地震波,观察施加不同MTMD的海洋平台体系的位移及加速度反应,并对MTMD系统的基本特性进行研究。结果表明:TMD的质量对海洋平台减振效果有着较大影响,在已知质量系数的前提下,MTMD的阻尼系数和TMD的个数对控制结构的振动起着重要影响,而且这些参数存在优化问题。     

调谐液柱阻尼器的阻尼性能研究

用Bernoulli方程建立调谐液佳阻尼器（tunedliquid（＇olunllrldamper,TLCD）的运动方程,得到非线性阻尼项,并采用能量等效原则得到等效线性阻尼。通过对TLCD运动方程中的非线性阻尼项和等效线性化分别进行模拟,分析结构振动响应的影响。川-47层高层结构作为算例,结果表明考虑非线性阻尼的TLCD的减振效果略优于等价线性化的TLCD。     

分布式TMD减振系统参数研究

调谐质量阻尼器TMD(Tuned Mass Damper)的主要缺点是对频率调谐或最优阻尼比的波动十分敏感。在实际应用中,TMD的频率调谐很难达到预期的最优状态,而且地震作用时结构的动力参数将产生摄动,TMD固有频率与结构受控频率的调谐漂移,导致TMD有效性明显降低。因此分布式TMD减振系统能更为广泛的应用于工程之中。通过振动力学中的迦辽金方法并运用计算机程序Matlab模拟和实际工程结合分析,对照各个不同参数的分布式TMD减振系统的减振效果,得出TMD个数、质量比和分布间隔等参数对整体减振效果的影响规律,从而对减振系统进行合理优化,为实际工程应用提供参考。     

SDOF-磁流变式调谐液柱阻尼器系统半主动控制试验研究

结合磁流变(MR)阻尼器与调谐液柱阻尼器(TLCD)特点,研制具有半主动控制性能的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)。基于Bingham模型,设计旋转剪切式MR阻尼器;依据Langrage方程,建立带有阻尼比修正系数的MR-TLCD、MR-TLCD与单自由度(SDOF)结构耦合动力方程。从耗能受力角度,分析该系统的简单双态控制算法。制作SDOF结构与MR-TLCD系统的半主动控制试验装置,实现系统的简单双态控制的半主动控制试验。从SDOF结构的位移峰值、MR-TLCD峰值响应、结构时程曲线对比、MR-TLCD半主动控制实时阻尼力方面,分析半主动控制算法的实时试验效果。结果表明MR-TLCD半主动控制装置具有明显的减振效果,在简谐荷载作用下,结构位移峰值和加速度峰值减振百分比达45%。     

自变频TMD减振性能的数值模拟

为改善被动调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感的缺点,本文利用Hilbert-Huang变换识别主结构瞬时频率的技术,提出了一种自变频TMD。自变频TMD由可调节质量的箱体质量块、弹簧、阻尼器和伺服控制系统组成,能够实时调节自身质量,使调谐自身频率与结构的瞬时响应频率一致。本文介绍了自变频TMD的一种具体构造形式和控制算法,并用数值模拟对比了在不同TMD控制下的模型结构,以及在不同频率的简谐激励和人行激励作用下的加速度响应,结果表明:自变频TMD在TMD频率偏离主结构频率以及激励频率偏离TMD控制频率时,均能实时调节自身频率,降低主结构的加速度响应。     

大跨维修机库竖向地震响应的被动控制研究

大跨维修机库屋盖竖向模态频率分布密集,竖向地震响应显著。针对机库结构,研究其屋盖竖向振动被动控制方法。结合大跨机库的动力特性,提出采用调谐质量阻尼器(TMD)系统减振方案,并针对某机库进行减震分析,从时域、频域不同角度研究屋盖节点竖向地震响应的减震效果。进一步提出大跨机库多组TMD系统减震方案,分析不同参数组合下频域内机库屋盖节点的减震效果及其分布规律。研究结果表明,地震波频谱特性对机库采用调谐质量阻尼器的减震效果具有较大的影响,应根据具体结构动力特性及场地特点来确定合理的减震方案。     

TMD对某大跨度拱桥横桥向振动的影响分析

为了研究调谐质量阻尼器(TMD)对大跨度拱桥地震响应的控制效果,以某拱桥为例,基于MIDAS/Civil有限元软件建立设置TMD的结构有限元模型,研究了TMD系统的最优参数的取值,并对比分析了设置所求参数的TMD前后该拱桥拱圈顶部横桥向在安评地震波作用下的位移反应,结果表明该TMD系统的减振率到达了25.5%,控制效果十分明显。     

输电塔风振响应双调谐质量阻尼器优化控制研究~

建立加装双调谐质量阻尼器(DTMD)输电塔的多自由度模型和控制方程,推导了"输电塔-DTMD"系统的频响函数并采用频域法进行风振控制分析针对输电塔结构在全生命周期运行中会存在一定范围内的频率摄动问题,研究调谐质量阻尼器(TMD)和DTMD考虑结构频率摄动的优化目标及减振效果的鲁棒性。基于输电塔结构频率固定与摄动两种情况,提出"单频优化"和"宽频优化"两类优化目标,分别搜寻两类优化目标下的DTMD和TMD最优参数,并比较相应的减振效果鲁棒性。结果表明,当结构频率摄动时,基于宽频最优设计的DTMD减振效果表现出较强的鲁棒性,相比于单频目标下的TMD减振效果优势明显,其最小减振率可从13.9%提高到26.4%。因此基于宽频最优设计的DTMD,对输电塔结构全生命周期的风振控制具有更强的适用性。     

MTMD减振技术在大跨度悬挑连廊设计中的应用

针对最大悬挑长度为35.2m大跨度悬挑连廊在人致激励下的舒适度问题，采用有限元分析软件SAP2000建立结构三维分析模型，计算多种人致激励工况下结构减振前后的加速度响应，对比了调谐质量阻尼器(TMD)和多重调谐质量阻尼器(MTMD)减振方案的减振效果。分析结果表明：连廊在人致激励作用下产生的最大加速度超过舒适度限值，利用TMD可有效减小结构振动，改善舒适度性能。但单频TMD控制频带较窄，只对特定振动频率的减振效果明显。为改善其鲁棒性，拓宽有效频带宽度，最终采用具有分布频率的MTMD减振方案，在保证经济性最优的前提下，对多种频率激励荷载均得到了显著的减振效果，使连廊满足舒适度要求。     

线性-非线性联合质量阻尼器减震性能分析

调谐质量阻尼器(TMD)和非线性能量阱(NES)是减少结构振动的有效控制方法。其中TMD为线性方法,减振性能的好坏取决于与主体结构频率是否相调谐,NES为非线性方法,其频率鲁棒性较强,但减振性能受荷载等级的影响较大。综合TMD和NES的特点,提出了将线性与非线性方法相结合的单质量联合阻尼器(SMD),使其同时具有较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性。建立了SMD运动方程并通过一两自由度主体结构对脉冲荷载下二阶、三阶和四阶SMD的减振性能进行了参数优化。优化后的三类SMD均能达到与TMD和NES相似的减振效果,且频率鲁棒性优于TMD,能量鲁棒性优于NES,兼备线性和非线性控制的优点。同时,使用脉冲荷载优化得到的SMD在所考察地震作用下减震性能良好。     

某项目大跨度钢结构连体楼盖减振分析

项目位于广东省肇庆市高新区,其中两栋为连体结构,主体高度47.3 m,且连体部位跨度约30 m。主体结构采用钢筋混凝土结构,连体部分采用钢结构。由于连体跨度较大,大跨度钢结构楼盖也存在着竖向刚度较弱、自振频率较低、易受人行荷载激励等问题,影响了楼盖的振动舒适度。故通过有限元软件计算分析,来判断其舒适度。在舒适度不满足相关规范要求时,通过设置调谐质量阻尼器（TMD）的方法,以达到抑制人行荷载作用下的楼板振动。最后通过理论分析和数值模拟,对不同调谐质量阻尼器（TMD）的布置方案的减振效果进行了比较和评估,得出结论：TMD的布置应结合楼板的实际振动频率及布置TMD后的振动频率确定,并尽量布置在跨中位置,减振效果最好。     

附加电涡流阻尼TMD的高层建筑结构振动台试验研究

电涡流阻尼系统(Eddy-Current System)是一种广泛应用在机械工程和航空航天领域的减振控制技术,将电涡流阻尼系统与传统的调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)相结合而成的新型电涡流阻尼TMD(EC-TMD)在土木工程中的应用还处于起步阶段。通过附加电涡流阻尼TMD的五层钢框架结构振动台试验,考察了该装置对高层建筑结构的减振控制效果。试验结果表明:附加电涡流阻尼TMD可以明显减少主体结构的加速度、位移、最大层间位移角等响应;电涡流阻尼TMD的控制效果受输入激励特性的影响,也和本身的质量比、电涡流阻尼比有关;与传统TMD相比,电涡流阻尼TMD可以更快速的抑制结构振动,并能将自身摆幅控制在较小范围内。     

深圳京基金融中心横风向风振控制试验研究

在边界层风洞试验中应用气弹模型技术对深圳京基金融中心（KFT）进行风振控制试验,通过在KFT顶层设计安装悬臂式调谐质量阻尼器(TMD)对结构横风向风振响应进行控制,研究了不同TMD参数对控制效果的影响,并将试验结果和基于刚性模型的高频压力积分(HFPI)计算结果进行比较。结果表明：使用TMD能有效抑制KFT的风致振动响应,当TMD频率接近结构1阶自振频率时,减振效果最佳,且由于结构阻尼的存在,最佳TMD频率略小于结构自振频率;TMD阻尼比为3.86%和1.67%时,结构顶层加速度响应分别减小20%和15%,而TMD阻尼比不大于0.07%时则可能对结构风致振动响应的控制不起作用。     

基于TMD的机场登机桥舒适度研究

调谐质量阻尼器(TMD)是目前高层建筑和大跨度结构振动控制中应用最早的被动装置之一.根据调谐质量阻尼器的参数核算,将附加质量比控制在结构允许范围,结构总阻尼比提高至预定值,对其结果进行进一步分析可解决按传统方法直接进行抗震计算遇到的舒适度问题.采用振动控制设计增强了本工程的结构安全性,提升了振动过程中的舒适度,对建筑本身和客户体验有着积极意义.以西南某机场项目为基础进行TMD舒适度的计算,结果表明TMD很好地解决了航站楼登机桥的舒适度问题.     

MTMD对铁路钢桁梁桥减振研究

调频质量阻尼器（TMD）是把一个较小的振动系统安装在需要减振的结构上来吸收主结构控制振型的振动能量,从而达到抑制主结构的振动。调频质量阻尼器原理简单,应用广泛,在建筑和机械减振上已经有了很多成功利用的例子,但是在钢桁梁桥减振的应用几乎没有。本文将就阻尼器在铁路钢桁梁桥减振上的应用作一些研究。