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。     

新型悬吊式TMD及其在某标志塔风振控制中的应用

为了控制河南艺术中心标志塔的风致振动,提出了一种采用十字形万向铰轴实现多向振动控制、采用摩擦阻尼片提供附加阻尼、采用放射型弹簧提供附加刚度的新型悬吊式TMD。根据标志塔结构的动力特性,设计加工了足尺TMD,通过实验室试验对其动力性能进行了测试,并将该TMD安装在实际结构上,依据实测频率和阻尼对其参数进行了现场调整。研究表明,该TMD装置具有构造简单,稳定性和持久性好等优点。     

超高层型钢混凝土框筒结构抗震性能研究

本文介绍了某超高层型钢混凝土框筒结构体系整体结构模拟地震振动台试验模型材料的选取,动力相似关系的确定以及模型设计。对模型结构在7度多遇地震、基本地震、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的动力特性,加速度及位移反应进行了试验分析。同时,应用结构有限元分析程序对模型结构进行动力计算,将两种结果进行比较。最后给出结构的薄弱部位,并对结构设计提出了建议。     

钢筋混凝土巨型框架结构及附单向TMD装置的减震结构振动台试验研究

为了研究钢筋混凝土巨型框架结构体系的抗震性能及其地震作用损伤机理,设计制作1/25的缩尺模型,并设计加工了一套调谐质量阻尼器（TMD）装置安装在模型结构顶部,进行振动台试验,得到结构的动力特性和位移响应,并对比分析了TMD的减震效果。结果表明：当在峰值加速度为0.140g的地震波作用后（相当于原型7度多遇地震）,模型结构处在弹性工作状态,在峰值加速度为0.400g的地震波作用后（相当于原型7度基本烈度）,模型结构出现轻微破坏,在峰值加速度为0.880g的地震波作用后（相当于原型7度罕遇地震）,模型结构出现中等破坏,该原型结构可以满足抗震设计的要求;TMD装置具有较好的减震效果。     

FPS型TMD振动台试验模型设计及其减震效率仿真分析

为了对某钢框架进行减震控制,本文利用该钢框架的结构参数和动力特性,设计了FPS型TMD减震装置。然后用有限元软件SAP2000对该减震钢框架结构进行非线性动反应时程分析。分析结果表明:该装置具有显著的减震效果,能够有效地减小主结构的地震反应。为下一步的振动台试验和FPS型TMD减震装置的参数优化提供依据和参考。     

Control of wind-induced vibration of long-span bridges and tall buildings

With the rapid increase in scales of structures, research on controlling wind-induced vibration of large-scale structures, such as long-span bridges and super-tall buildings, has been an issue of great concern. For wind-induced vibration of large-scale structures, vibration frequencies and damping modes vary with wind speed. Passive, semiactive, and active control strategies are developed to improve the wind-resistance performance of the structures in this paper. The multiple tuned mass damper (MTMD) system is applied to control vertical bending buffeting response. A new semiactive lever-type tuned mass damper (TMD) with an adjustable frequency is proposed to control vertical bending buffeting and torsional buffeting and flutter in the whole velocity range of bridge decks. A control strategy named sinusoidal reference strategy is developed for adaptive control of wind-induced vibration of super-tall buildings. Multiple degrees of freedom general building aeroelastic model with a square cross-section is tested in a wind tunnel. The results demonstrate that the proposed strategies can reduce vibration effectively, and can adapt to wind-induced vibration control of large-scale structures in the uncertain dynamic circumstance.     

调谐液体惯容阻尼器减震力学模型分析及试验研究

传统调谐液体阻尼器（tuned liquid damper, TLD）存在用水量大、有效阻尼较小且减震效率低等不足。为实现轻量化设计并提升阻尼比和减震性能,提出将齿轮齿条惯容装置与TLD相结合,形成一种基于惯容装置的调谐液体阻尼器（tuned liquid inerter damper, TLID）。建立TLID理论力学模型,分析其减震机制,得到计算TLID总等效阻尼比的简便方法,并给出基于时域及频域的性能评估参数及TLID优化设计流程。振动台试验与理论分析均表明：将惯容装置布置在TLD中可强化水箱内液体晃动,增大其表观质量和实际阻尼值,实现更优的减震效果;在更小液体质量比下,TLID的减震性能比传统TLD更优;在同等性能目标条件下,TLID所需调谐质量比最多可降低45.5%,相较于传统TLD可实现轻量化与高效化结构减震控制的目标。     

超高层住宅建筑模拟地震振动台试验研究

介绍一栋 50层高层住宅建筑结构模拟地震振动台试验的研究结果 ,其特点是 :在沿非对称轴方向的地震作用下 ,结构产生较大的扭转效应 ;在地震作用下 ,结构的高阶振型的地震反应比较显著     

采用颗粒调谐质量阻尼器的钢框架结构振动台试验研究

通过附加和不附加颗粒调谐质量阻尼器的5层钢框架振动台试验,研究其在实际地震波以及上海人工波激励下的减震效果。通过调整不同悬挂长度（频率比）、质量比、颗粒到阻尼器壁净距等参数,分析阻尼器参数对其减震效果的影响。试验结果表明：不同地震作用下该类阻尼器均能达到较好的减震效果,其中上海人工波的减震效果最好;对于多层钢框架结构,阻尼器能够有效控制第1振型的振动,但是对于高阶振型的控制作用无法保证;当阻尼器频率与主体结构基频相同时,能够达到最优减震效果,而当二者频率不同时,依然有一定的减震效果,说明其具有一定的鲁棒性;在合适的质量比（0.66%）下,阻尼器能够达到最佳减震效果;当颗粒到容器内壁净距为1.6D~3.6D时,可使阻尼器响应最小,且减震效果较好。     

上海环球金融中心大厦结构抗震性能研究

上海环球金融中心大厦结构高度492m,地上101层,高宽比8.49,拟建成为世界上结构高度最高的建筑。该建筑总高和高宽比都超过了我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)所规定的限值,为研究该超限的复杂超高层结构体系的抗震性能,进行了1∶50比例的微粒混凝土整体模型的地震模拟振动台试验,得到了结构在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇地震作用下结构的动力特性、动力反应以及结构的破坏型式。利用ANSYS对结构进行了有限元分析,并与试验数据进行了对比,对比结果表明试验与理论分析结果吻合良好。研究得到:该结构体系在7度多遇至7度中震地震作用下结构自振频率基本不变,结构基本处于弹性阶段;在7度大震作用下,结构自振频率有所下降,最大层间位移角满足规范的弹塑性变形要求;在8度大震作用下,结构局部出现混凝土开裂和压碎现象,但能维持结构不倒塌的工作状态。综合研究结果表明该结构体系满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。     

新型调谐质量阻尼器(TMD)的实用性与可行性研究

基于调谐质量阻尼器（ＴＭＤ）的原理,进行了一种新型减震结构系统的试验研究。这种结构的主结构与顶层楼体间通过叠层橡胶支座连接,形成一个大型的悬浮顶层ＴＭＤ系统。研究表明：对吸震体进行适当的参数选择,这种新型的减震结构系统在不同地震波作用下,主结构顶层加速度响应减少１／４以上。该体系减震效果好、工艺简捷,对于工程抗震有较好的实用价值。     

非对称剪力墙-简体超高层结构的振动台试验研究

为了研究复杂体型高层建筑结构在地震作用下的特性与反应，对一个l：50比例的非对称剪力墙一双筒体复式超高层住宅模型进行了振动台模拟地震试验。根据试验结果，通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应，与有限元分析结果进行了比较，指出了结构的薄弱部位，并对结构设计提出了若干建议。     

大跨度钢结构楼盖竖向振动舒适度的研究

以某工程60m跨度钢结构楼盖为背景,对大跨度钢结构楼盖舒适度的校核与改善做了研究。在楼盖中采用了多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统,对楼盖减振前后在各种不利工况作用下的动力响应采用SAP2000进行了计算分析。为了验证减振效果,对楼盖的实际动力特性及楼盖在安装阻尼器前后的响应作了现场测试,试验结果与理论计算基本一致。实践表明,多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统对于大跨度楼盖竖向振动舒适度的改善具有一定效果,可以在类似大跨楼盖结构中推广。     

基于空腔楼板的RTMD减震技术及试验研究

利用目前在建筑物上得到广泛应用的钢筋混凝土空腔楼板结构所具有的空腔特征,提出了一种可置入空腔楼板内部的滚动式调谐质量阻尼装置(RTMD)。对这种减震装置进行了理论与试验研究,建立了该装置与结构相互作用的计算模型,利用Lagrange原理推导得到了受控结构的运动微分方程。对装有该装置的单层框架进行了振动台试验,采用自由振动、简谐激励和地震激励3种动力作用形式试验研究了设置有该阻尼装置下的结构减震情况。通过数值计算和试验研究对其进行了动力特性和减震性能分析。结果表明:所提装置可以有效减小结构的动力响应,特别是对结构的共振反应具有明显的抑制作用,能大幅减小结构的共振效应; 该装置不额外占用建筑的使用空间,不影响结构使用功能,可有效解决控制装置设置与建筑功能相冲突的矛盾,对结构的地震反应也有一定的减震作用,应用前景广阔。     

TMD减震钢框架有限元分析

TMD在实际工程结构中得到了广泛的运用和认同,为了进一步验证TMD的减震控制效果,进行了TMD-钢框架有限元模型的地震时程分析。首先分析了TMD的减震原理及其参数优化设计方法,根据有限元钢框架模型的动力特性设计了TMD减震装置的参数;然后利用有限元软件SAP2000对该TMD减震钢框架进行动反应有限元仿真分析。分析结果表明：该TMD减震装置具有显著的减震效果,能够有效地减小结构地震反应峰值。     

立面开大洞短肢剪力墙-筒体结构的动力试验研究及有限元计算分析

高层住宅结构为满足建筑功能多样化、美观等要求,出现了底部大空间、立面大洞口等特殊效果的短肢剪力墙-筒体结构形式,对该复杂结构体系整体抗震性能的评估,需进行专门的试验研究和计算分析。本文针对具有上述结构特点的某高层结构整体模型,进行了模拟地震振动台试验和三维有限元分析,得到了结构的动力特性,以及在7度多遇、基本、罕遇烈度地震作用下的加速度反应、惯性力分布和位移反应等。结果表明,在地震作用下该结构底部墙肢中仅少数构件出现反弯点甚至不出现反弯点;除结构出屋面部分鞭梢效应明显外,其余部分均可以满足现行规范的抗震设防要求;工程设计中宜改善端部筒体以及转换大梁与筒体连接处的强度和延性。     

FPS-TMD减震钢框架振动台试验研究

本文设计制作出一个FPS-TMD,对装有FPS-TMD的4层钢框架结构进行了振动台试验,结果表明当激励频率接近结构受控自振频率时,FPS-TMD能够有效地减小结构的动力反应和抑制结构共振,减震率在50%以上,证明了本文所研究的FPS-TMD减震的有效性,文中采用的分析方法和研究结果可为FPS-TMD减震的深入研究及其实际工程应用提供重要参考。     

平面不规则高层建筑模拟地震试验研究

介绍了一建筑平面布置不规则的高层剪力墙结构1：15整体模型模拟地震振动台试验结果,分析了该结构的自振特性、结构的地震反应特征和破坏特征,对该类建筑的抗震性能进行了探讨。