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.     

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。     

桩基结构PSSI对结构TMD减震控制的影响

文章利用Penzien模型,建立了考虑桩-土-结构相互作用(PSSI)下的TMD控制模型,分析了TMD控制效果,以及PSSI、土层剪切波速、上部结构质量等对控制效果的影响。分析结果表明:桩基结构考虑PSSI所设计的TMD能显著减小结构地震响应;不考虑PSSI而盲目设计的TMD不仅不能减小地震响应,有时甚至起到反作用。     

悬吊煤斗质量调谐阻尼器对火电厂结构的减震性能研究

为验证悬吊煤斗质量调谐阻尼器(TMD)对火电厂结构的减震效果,建立结构有限元模型进行单向和双向地震作用下减震效果对比分析,制作缩尺比例为1∶12的结构试验模型,进行三组不同地震波在三水准地震强度下的双向振动台试验,进行煤斗与楼层固接的常规方案和采用弹性及阻尼元件与楼层连接的悬吊煤斗TMD方案的对比试验,另外,对多遇地震作用下设置悬吊煤斗TMD有无阻尼的减震效果也进行对比试验。结果表明:悬吊煤斗TMD沿结构水平纵向(X向)和横向(Y向)的耦合作用较小,可基于TMD理论对结构的水平纵向和横向分别进行参数优化,优化后的悬吊煤斗TMD对不同水准作用下结构位移控制效果显著,对多遇地震水准下加速度也有良好控制效果,且有阻尼悬吊煤斗TMD结构的位移和加速度减震效果皆优于无阻尼悬吊煤斗TMD结构。     

结构水平-扭转耦合振动控制研究

运用调谐质量阻尼器(TMD)对结构水平-扭转振动进行控制。建立了扭转耦合结构控制的三维有限元模型;为了提高TMD的有效性,使模态位移响应的均方值之比(结构有无TMD)最小化,对TMD参数进行优化。数值算例表明本文方法对长宽比较大的结构切实有效。     

脱排一体式钢塔设置TMD对减轻风致振动的 控制研究

为了减轻脱排一体式钢塔的风致振动,采用调谐质量阻尼器(TMD)控制装置,对其进行风振控制研究。利用ADINA有限元软件,进行脱排一体式钢塔的风洞数值模拟与时程分析,并对脱排一体式钢塔结构进行现场实测,现场实测结果与数值模拟结果误差在15%之内,验证了数值模拟方法的准确性。根据脱排一体式钢塔的结构特性,合理设计了TMD控制装置。进行风荷载作用下设置TMD的脱排一体式钢塔时程分析,结果表明,TMD控制装置可以增加脱排一体式钢塔的等效阻尼比,有效降低脱排一体式钢塔的整体位移、加速度响应与结构底部应力响应,但会增大结构上部与中部的应力响应。TMD与主体结构相对位移较小,可对TMD控制装置进行优化设计。     

人工鱼群算法在人行桥TMD优化设计中的应用研究

调谐质量阻尼器(TMD)在人行桥竖向振动控制中有着广泛的应用。TMD参数对控制效果影响显著,因此要精心设计。基于人工鱼群算法提出一个考虑主结构阻尼的TMD系统优化方法。优化目标是使得结构在外部简谐激励下最大动力放大系数最小化,使经优化设计的TMD有更小的动力放大系数和更大的鲁棒性。为便于实际设计,对有不同阻尼比和质量比的结构制作最优TMD参数表并给出拟合公式。提出的TMD优化设计方法比现有方法有更好的减振率。     

机器诱发楼盖振动的减振措施

以宁波某工业建筑钢筋混凝土结构为原型,对楼面加固、TMD(调谐质量阻尼器)结构、隔振平台这三种不同的减振措施进行了有限元分析.从减振性能与室内舒适度两个指标分析了三种减振措施的优缺点.从有限元模拟结果得出以下结论:1)结构加固措施可以减小机器振动引起的振动响应,增加次梁的加固措施优于增加楼板厚度的加固措施,但是两者减振幅度均不太理想,且对改善室内舒适度并没有效果,甚至有些加固措施会降低室内舒适度;2)TMD结构对振动控制与改善室内舒适度都有很显著的效果,且当本文模型质量比为3%、频率比为1时,控制效果最佳,但是TMD的控制频带较窄,需要设置多个不同频率的TMD来拓宽其控制频带;3)采用隔振平台应对机器上楼有较好的减振效果,且设备振动频率与隔振平台的频率比越大,隔振效果越明显.     

某高耸结构TMD风振控制研究

针对某高耸结构进行了脉动风荷载模拟并分析了该结构风振响应的TMD控制。用Sap2000建立模型,根据顶点位移控制率进行TMD参数优选,结果表明最优参数TMD对该结构风振响应控制效果很好,为以后同类结构的设计积累了经验。     

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。     

TMD-高层钢结构系统按规范抗风设计方法

研究了TMD -高层钢结构系统的风振舒适度控制设计方法。导出了受控结构的风振加速度设计计算公式。给出了受控结构脉动增大系数设计表格和控制设计步骤。算例表明 ,TMD对结构风振加速度的控制是十分有效的。     

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。     

平-扭耦联结构的TMD风振控制研究

对于偏心结构风振作用下的结构平-扭耦联响应控制问题,本文在传统TMD控制装置的基础上提出一种新型TMD系统(TMDs),其通过将传统TMD系统一拆为二对称布置于结构偏心方向,克服了传统TMD系统仅能控制结构平动响应的缺陷,增强了控制系统对于结构平-扭响应的控制效果。最后结合数值仿真,通过比较传统TMD和TMDs的控制效果,验证了本文所述方法的有效性和优越性。     

顶层TMD减震系统在土木工程中的应用

分析了顶层TMD减震系统的振动控制机理及在土木工程中的应用,针对建筑结构顶层TMD减震控制,介绍了研究现状及进展,通过对几种TMD新体系的分析,指出其在结构减震控制中的优点与缺点,并提出其面临解决的一些问题。     

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。     

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。     

基于风洞试验的变阻尼质量调谐阻尼器景观塔的减振分析

基于风洞试验得到的各结构层风荷载时程，采用ABAQUS软件对景观塔无控结构和有控结构进行10,50,100 a重现期风作用下的风振响应分析，得到了质量调谐阻尼器(TMD)在不同重现期风荷载作用下的减振效果。计算结果表明：两级变阻尼TMD能有效减小风荷载作用下结构的响应，减振效率随着楼层的增高而增大；风荷载作用下TMD均未超出最大行程，10 a重现期风作用下处于一级阻尼；50、100 a重现期风作用下二级阻尼发挥作用；设置TMD能有效提高结构舒适度，TMD对加速度控制的效率高于位移控制；TMD作为一种有效的减振控制装置，适用于有限位需求的高耸结构风振设计。     

屋顶水箱TMD对加固结构的减震控制研究

对某国际大酒店进行了加固改造和楼顶水箱TMD装置设计,提出了两种TMD方案,并对结构在地震激励下的控制效果进行了仿真分析,验证了屋顶水箱TMD系统对于结构改造加固的可行性与有效性。     

标志塔调谐质量阻尼器(TMD)减振控制分析与应用

河南艺术中心标志塔高60m,最大直径仅3.0m,属于高耸高柔结构,在风作用下容易产生明显的振动效应。在模态分析和时程分析的基础上,结合标志塔自振特性,采用被动式调谐质量阻尼器(TMD)控制装置。设计研究了TMD控制装置的位置、刚度、质量和阻尼的优化问题,完成了TMD控制装置的优化设计和结构整体结构减振控制设计。试验室测试及安装完成后,现场调试与测试结果显示,工程中的TMD达到了抗风减振控制设计目标。     

地震作用下多层砖混结构TMD控制及其应用研究

在结构地震反应时程分析基础上,对地震作用下多层砖混结构TMD控制优化设计方法进行了初步探讨;给出了地震作用下多层砖混结构TMD控制优化设计步骤。并用算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性。