调谐液体阻尼器多模态减震实用优化设计方法

对调谐液体阻尼器用于结构地震响应的多模态控制优化设计方法进行分析,并针对优化过程中计算繁杂的问题,以多自由度结构模态叠加思想为基础,提出适用于工程应用的优化求解实用简化方法。通过数值算例,对简化方法所得到的TLD减震效果与未简化结果之间的差异进行比较,验证简化方法的合理性及工程适用性。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型,通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能,并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计,以考察充分发挥其性能的工况下,两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时,调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应,调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好,具有一定的减震优势,并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽;当两者均为最优设计时,减震效果相当,但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小,可降低相对位移幅值24.5%,并且具有更好的鲁棒性。     

内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器--内置横向挡板的调谐液体阻尼器(TLDEB).通过在普通调谐液体阻尼器(TLD)装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果.结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化.以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果.结果表明:TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果.     

多重调谐液体阻尼器在振动控制中的应用

多重调谐液体阻尼器在振动控制中的应用调谐液体阻尼器（ＴＬＤ）是一刚性水箱，它是用以控制结构水平振动的被动控制装置。由于ＴＬＤ具有成本低，便于安装，旦固有频率便于调整等优点，所以，近几年在日本的土木工程结构中引起了浓厚的兴趣。由于某些原因，如空间限制、...     

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。     

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.     

剪切型铅阻尼器在某高层结构中的减震控制研究

为了研究剪切型铅阻尼器在复杂高层框架剪力墙结构中的耗能减震效果,本文以高烈度地区某设置剪切型铅阻尼器的框架-剪力墙结构为工程背景,首先通过SAP2000分析了结构的动力特性,在此基础上对结构进行了消能减震设计,最后采用非线性分析软件ABAQUS对结构进行了罕遇地震作用下的有限元分析,对比了不同地震波作用下的结构弹塑性分析结果。分析结果表明:设置剪切型铅阻尼器的高层建筑结构的抗震性能有了很大的提高,在罕遇地震作用下能够满足"大震不倒"的性能要求,研究为剪切型铅阻尼器在高层框架-剪力墙结构中的应用提供了成功的工程案例,其设计思路可以为高层结构的减震提供有益的借鉴和参考。     

基于调谐惯容阻尼器的基础隔震结构性能优化研究

基础隔震技术可以显著减小建筑上部结构的水平绝对加速度,但隔震层较大的水平位移往往制约着基础隔震结构的设计。调谐质量阻尼器可以减小隔震层的水平位移,但减震效果受其物理质量的影响。惯容是一种新型两节点单元,其质量效应可以比其物理质量大上百倍甚至数万倍。本文将调谐惯容阻尼器应用于基础隔震结构,从考虑结构阻尼与否对TMDI进行随机激励下的H2优化设计,并以常用800mm隔震支座为背景进行地震作用时程分析。研究结果表明,物理质量较小的调谐惯容阻尼器可以显著减小隔震层的水平位移和上部结构的水平绝对加速度。     

半主动调谐质量阻尼器对非线性结构的减震控制

传统调谐质量阻尼器(TMD)具有对频率调谐敏感和对宽频带地震下的消能减震性能不佳等缺陷。强震作用下,建筑结构会进入非线性阶段。为了保护建筑结构在强震下的安全性并提高被动TMD(PTMD)对非线性结构的减震作用,本文研究了一种能够同时变频率变阻尼的半主动TMD(STMD)及复合控制算法。该STMD既可通过基于小波变换(WT)的调频算法实时改变单摆的长度以调节自振频率,又可基于主结构和TMD的振动信号进行阻尼系数的开关调换。对一10层非线性建筑结构进行算例分析,研究了该STMD对结构在地震激励下的弹塑性响应的控制作用,并与一优化的PTMD进行了减震效果对比。数值模拟中,对地震激励进行了幅值的缩小及放大以考察其对STMD减震作用的影响。研究结果表明：STMD对该非线性结构的弹塑性震动响应具有良好的控制效果,能够减小结构的塑性发展及残余位移,并提高PTMD的耗能能力。STMD能够有效地减小结构的顶层位移和层间位移,控制性能优于PTMD。     

结构增强调谐质量阻尼器控制研究

提出了结构增强调谐质量阻尼器(ETMD)装置。新装置是在调谐质量阻尼器(TMD)的基础上,在质量块与地基之间设置一个附加粘滞阻尼器而构成。将ETMD最优参数的评价准则定义为:设置ETMD的结构均方根位移(解析式)的最小值的最小化。在频域内评价了附加阻尼对ETMD控制结构位移响应的最优参数、有效性和冲程的影响,并与TMD装置进行比较。数值结果表明,ETMD的振动冲程控制明显优于TMD。     

粘滞液体阻尼器用于非对称双塔连体结构的消能减震分析

在连接体位置设置粘滞液体阻尼器对非对称双塔连体结构进行消能减震,对粘滞液体阻尼器设置的位置和阻尼系数进行了优化并对连体结构进行时程分析.计算结果表明,当阻尼器选择合适的安装位置和优化阻尼系数时,粘滞阻尼器可大量耗散地震能量,能够有效降低结构在地震作用下的振动反应.     

TMD隔震结构对高层建筑结构的振动控制

结构在地震作用下会发生振动,需对结构在地震作用下的振动进行控制以保证结构的安全.在实际工程应用中,基底隔震是当前应用较为广泛的被动控制措施,但对于高层建筑结构的振动控制单单采用基底隔震,效果不是很理想.文中采用基底隔震和调谐质量阻尼器（TMD）联合振动控制措施对高层结构的振动进行控制.并结合算例,通过位移响应时程分析来说明联合控制的优势.     

质量阻尼器的减震分析

本文基于调谐质量阻尼器的工作原理,设计了一种新型质量阻尼器,即利用质量球在设计曲面轨道中的滚动来进行振动控制。文章通过理论推导对曲面进行参数优化,得出最优曲线函数,再进行相关验证并得出结论。     

软钢阻尼器对高层钢结构的减震作用

基于软钢阻尼器的力学特性,对使用软钢阻尼器的20层高层钢结构进行地震反应分析;研究不同烈度的场地地震波作用下,软钢阻尼器对高层钢结构的耗能减振控制效果。分析结果表明,阻尼器对不同场地、不同烈度、不同地震波下的高层钢结构的地震反应均有不同程度的控制效果。     

结构被动和主动多重调谐质量阻尼器控制策略的发展

广泛评述了被动多重调谐质量阻尼器(MTMD)的研究现状，提出了结构主动多重调谐质量阻尼器(AMTMD)和多重主被动调谐质量阻尼器(MAPTMD)的新控制策略，介绍了从AMTMD和MAPTMD的研究进展，并指出了进一步研究的发展方向。     

土木工程结构振动控制的最佳多重调谐质量阻尼器模型

刚度和阻尼系数保持常量但质量不同的频率线性分布的FD-MTMD能够提供更好的有效性和鲁棒性且最易制作。但是，FD-MTMD存在近零最优平均阻尼比。鉴此，本文提出了刚度和阻尼系数保持常量但质量线性分布的MD-MTMD新模型策略。数值结果表明，MD-MTMD不存在近零最优平均阻尼比，MD-MTMD和FD-MTMD能够近似地达到相同的鲁棒性和有效性。而且，总的来说，MD-MTMD的冲程小于FD-MTMD的冲程。因此。MD-MTMD是土木工程结构振动控制的最佳MTMD模型策略。     

网架结构的粘弹性阻尼器减震分析

将粘弹性阻尼器引入网架结构,利用ANSYS有限元分析程序,对网架结构进行减震分析。对比网架结构阻尼器参数变化后减震效果。计算结果表明,粘弹性阻尼器减震系统对网架结构的减振效果十分明显,是一种适合空间网架结构的减震系统。     

网架结构的粘滞阻尼器减震控制

将粘滞阻尼器引入网架结构,利用SAP有限元分析程序,对网架结构进行减震分析。对阻尼器在网架结构中的布置位置给出建议。计算结果表明,粘滞阻尼器减震系统对网架结构的减震效果是比较明显的,是一种适合空间网架结构的减震系统。     

新型调谐黏滞质量阻尼器对斜拉桥的减震控制分析

以一种新型的调谐黏滞质量阻尼器（Tuned viscous mass damper, TVMD）作为控制装置,实现了对斜拉桥的控制模型建立及减震控制分析,探讨了TVMD装置减震的适用性和有效性。基于TVMD装置的工作原理和力学模型,建立了多自由度空间结构多TVMD控制装置在地震激励下的状态空间控制模型和传递函数模型|基于H2控制理论,以结构控制目标响应传递函数的H2范数作为优化目标,提出了利用分步参数扫描进行多TVMD控制装置参数优化设计的方法|以南京长江三桥作为控制对象,针对其在纵桥向地震激励下的振动,分别以TVMD、调谐质量阻尼器（TMD）和黏滞阻尼器（VD）作为控制装置,进行了控制方案的设计与效果的对比分析,对比分析结果表明,TVMD减震控制装置具有更为显著的减震效果及更优的耗能效应。     

设置悬臂肘节型黏滞阻尼器高层结构的减震效果分析

针对结构层间位移小、黏滞阻尼器减震效果难以发挥的问题,提出悬臂肘节型黏滞阻尼器消能系统,介绍了该消能系统的构造、原理与特点,对黏滞阻尼器分别采用悬臂肘节型、肘节型和消能伸臂型连接的高层结构的减震效果进行对比分析。结果表明:悬臂肘节型黏滞阻尼器消能系统能充分利用高层结构的弯曲变形和层间剪切变形增大阻尼器的输出位移,阻尼器的名义位移放大系数可达3~5倍;悬臂肘节型黏滞阻尼器消能系统对结构水平位移、层间位移角和层间剪力均具有很好的减震效果,设置在结构的中部或中下部楼层时阻尼器位移放大效果最好。