高层建筑钢结构中的水箱制振技术

本文通过以往的试验分析,简单介绍了三种形式的水箱对高层建筑结构风振反应的制振基本原理,及制振效果和制振特点。并以厦门九州大厦钢结构第28特设置的制振水箱为例,通过对结构受控风振反应的计算分析,表明了水箱制振技术是高层建筑抵御风力作用的有效于段。     

设置TMD-TLD的高耸钢结构风振控制的研究

对设置TMD-TLD制振水箱的高耸结构风振反应控制进行了研究。以某高耸结构为例,建立其三维有限元分析模型,推导出该高耸结构设置TMD-TLD制振水箱的高耸结构控制运动方程,并以实际水箱参数进行风振反应控制分析。仿真分析表明,采用TMD-TLD制振水箱来抑制高耸结构的风振反应较为有效,并能使其安全性和舒适性满足规范设计要求。     

浅水水箱、U型水箱制震效果的比较

结合优化计算进行浅水水箱、U型水箱装置参数的选取,并对它们对高层钢筋混凝土结构的地震反应控制效果进行了分析比较,算例分析表明,浅水水箱、U型水箱装置均有一定的制震效果,相比之下浅水水箱对输入地震波的频谱特性具有更大的敏感性。     

浅水水箱、U型水箱制震效果的比较

结合优化计算进行浅水水箱、U型水箱装置参数的选取 ,并对它们对高层钢筋混凝土结构的地震反应控制效果进行了分析比较。算例分析表明 ,浅水水箱、U型水箱装置均有一定的制震效果 ,相比之下浅水水箱对输入地震波的频谱特性具有更大的敏感性     

结构TLD风振控制设计与计算

提出一个深水水箱TLD对高柔结构风振控制设计的计算方法;本法概念清楚,计算方便.计算结果表明:水箱TLD对高柔结构风振加速度的控制是十分有效的.     

宁波绿地中心结构整体稳定性分析和TLD风振控制

宁波绿地中心采用带加强层的型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系,结构整体稳定性是关键问题。根据结构实际刚度和荷载分布情况,采用了等效临界屈曲荷载系数和等效侧向刚度的修正算法,分析了结构整体稳定性。整体线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析也进一步验证了结构具有可靠的整体稳定性。设计中利用结构屋面放置的消防水箱,将其改造成调谐液体阻尼器(TLD)。分析计算了TLD自振周期、质量比等参数,介绍了其设计方法和步骤。参考了相关文献,计算得到TLD对高层建筑顺风向脉动风振反应控制效果的等效结构阻尼比,从而求得TLD对主体结构的减振效果。     

钢电视塔采用悬挂水箱和粘弹性阻尼器风振控制的实测研究

本文在理论研究的基础上 ,对黑龙江广播电视塔采用悬挂水箱减振器PTTMD和粘弹性阻尼器VED进行联合风振控制进行了现场实测研究 ,并基于现场实测数据分析 ,对结构风振控制效果的有效性进行了评价     

五种被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制的实用设计方法

本文在建立了五种被动的动力减振器 (TMD, TLCD, LCVA, C TLD, R TLD)对高层建筑结构脉动风振反应控制的统一方程的基础上,导出了被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制效果的等效结构阻尼比的统一计算公式和被动动力减振器优化参数的设计方法。在此基础上,文中依据我国《建筑结构荷载规范》,对设置被动动力减振器的高层建筑提出了抗风设计的荷载风振系数和脉动增大系数的修正公式,从而使被动动力减振器对高层建筑脉动风振反应控制的设计计算可采用常规的规范方法进行,大大方便了广大结构工程师的应用。     

南京电视塔风振的混合振动控制研究

本文介绍了采用ＴＬＤ（调频液体阻尼器）和ＡＭＤ（主动质量阻尼器）对南京电视塔风振反应进行混合控制的分析方法。文中，推导了ＴＬＤ对结构风振反应的控制力和控制效果的等效阻尼比，介绍了悬吊ＡＭＤ对设置ＴＬＤ结构脉动风振反应的最优控制分析方法。并在产生南京电视塔广义脉动风荷载样本的基础上，对混合控制的效果进行了计算机模拟。计算结果表明，采用ＴＬＤ和ＡＭＤ对南京电视塔进行混合控制的效果是好的，可满足小塔楼的舒适度要求。     

新型索承网壳结构非线性风振反应特性及参数分析

根据随机过程理论,考虑风压脉动及风的空间相关性,给出了具有空间相关性风场的计算机模拟方法,建立了一种适合大跨空间结构非线性风振响应计算分析的时域方法,并编制了相应的抗风设计程序.对一K8型索承网壳结构进行了非线性风振反应分析,分析表明该结构具有良好的抗风性能.通过改变几何、结构、荷载等参数,研究诸多因素对素承网壳风振反应的影响,结果表明矢跨比和撑杆长度是索承网壳抗风设计的主要控制参数.     

合肥电视塔TMD风振控制的时域分析

本文对合肥电视塔进行了动力特性分析 ,同时利用仿真得到的 19维脉动风压时程样本曲线 ,对塔的振动和控制分别进行了时域分析。计算结果表明 ,利用上塔楼生活和消防水箱构成调频质量阻尼器 (TMD)对合肥电视塔的风振有明显的控制作用。最优参数的TMD可使得电视塔上塔楼峰值加速度响应下降 5 4%     

TLD对珠海金山大厦主楼风振控制的设计

本文介绍了矩形浅水ＴＬＤ对珠海金山大厦主楼风振控制的设计。文中根据Ｆｕｊｉｎｏ等提出的矩形浅液ＴＬＤ制振的基本原理建立了ＴＬＤ对高柔结构风振控制的设计方法。并通过对控制力理论效果与试验结果的比较及人造脉动风样本的检验，证明本文方法是确实可行的。据此方法对金山大厦主楼风振控制的设计计算表明，浅水ＴＬＤ对高柔结构风振加速度的控制是十分有效的，它使金山大厦主楼满足了舒适度的抗风设计要求。     

大跨越输电塔线体系风振控制研究

本文通过模型风洞试验和对江阴大跨越输电塔线体系风振控制设计计算,研究了大跨越输电塔线体系动力特性和风振控制。通过悬挂水箱、粘弹性阻尼摆和悬挂水箱加粘弹性阻尼摆组合控制三种制振方案的气弹模型风洞试验研究,验证了设置振动控制装置可有效地减小大跨越输电塔的风振响应,为江阴大跨越工程风振控制设计及应用提供了依据。最后,对正在建设中高346.5m的江阴大跨越输电塔线体系进行风振控制设计,提出用调频质量阻尼器(TMD)和粘弹性阻尼器(VED)的控制方案,理论计算表明具有较好控制效果。     

体育场屋盖气弹模型设计及风洞试验研究

空间结构气动弹性模型的设计和制作是非常困难的。本文根据一大型体育场环状挑篷的结构和风振响应的特点,合理简化相似准则,成功设计和制作了这一复杂结构的气动弹性模型,并在大型边界层风洞中模拟的B类风场、36个风向角下进行了试验。通过对结构典型测点加速度响应谱的特征分析以及对风向和风速对结构加速度和位移响应的影响的分析得到:看台以上挑篷中部的振动最强;风向对挑篷不同部分的振动幅值和参与振型有很大影响;挑篷的风致振动响应由多模态贡献。     

大连市某高层建筑风振和地震反应的主动质量阻尼(AMD)控制分析与设计

本文以大连市某大型高层钢筋混凝土结构为背景,进行了高层建筑结构抗风抗震的AMD主动控制分析和方案设计。首先,根据实际工程数据建立了结构动力分析的计算模型,编制了风荷载随机抽样程序,给出了用于分析的典型风荷载和地震波动荷载样本。其次,进行了脉动风荷载作用下AMD控制系统物理参数和控制算法软参数的优化分析,得到了AMD子系统的最优质量、刚度和阻尼等物理参数。然后,在AMD子系统取得最优参数的情况下,进行了结构脉动风荷载作用下和常遇地震作用下AMD主动控制的反应分析;计算结果表明,采用AMD主动控制系统可以使结构的风振加速度控制效果达40％以上,大幅度提高规范要求的风振舒适度,对常遇地震作用下位移反应的控制效果也可以达到40％左右。最后,仿真分析了AMD控制结构平动-扭转耦联振动的控制效果。此外,本文还给出了实际工程结构进行AMD主动控制设计的一般性步骤,可供类似高层建筑结构进行AMD主动控制分析和设计时参考。     

大跨空间网格结构风振系数探讨

频域法是大跨空间网格结构风振响应实用计算的首选方法，而大跨空间网格结构是频率密集性结构，现在常规的模态分析法已不适合对大跨空间网格结构进行风振响应分析。我国现在仍是采用高耸或高层结构的荷载规范，只取结构的第一阶频率计算风振系数，按此方法进行大跨空间网格结构的风振分析是很不合理的。本文根据模态对系统应变能的贡献，提出了一种简单、有效的方法来计算大跨空间网格结构的风振系数，并通过算例对所提出的方法进行了验证。     

大跨结构抗风研究现状及展望

大跨结构是典型的风敏感结构,风荷载和风致振动常常是控制结构安全性的主要因素.本文系统回顾了国内外大跨结构抗风研究领域的进展,主要涉及风洞试验、大跨结构气动弹性模型、风振系数、等效静风荷载、风致响应等方面,并对存在的不足以及进一步研究的方向提出建议.     

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.     

上海松江新城交通枢纽暨购物中心钢结构穹顶风振分析

大跨度钢结构穹顶为风敏感结构,准确得到平均风荷载和风振力对工程设计非常重要.本文通过数值风洞模拟方法得到了各风向下穹顶结构的平均风压,尤其是给出了有效分析风激动力响应和等效风荷载的理论方法.通过分析松江新城钢结构穹顶的风振实例看出,对该工程风振影响最大的是整体水平与竖向运动的前八阶振型,动力部分大体占总响应的25%.本文为大跨度屋盖结构的风振分析提供了一种有效的计算方法.