结构顶部TMD系统采用隔震部件的减震研究

根据工程结构风振控制中应用较多的调谐阻尼减振机理，以地震作用下的减震控制为目的，提出在顸部TMD系统中采用隔震部件的方法，利用橡胶支座提供恢复力、利用滑动摩擦支座提供阻尼消能，以适应局部大变形要求。进一步对该体系在地震反应控制中的吸震效果进行了理论研究和编程计算分析，其中调谐减振子结构采用小比例附加质量。结果表明，该体系对地面地震动反应具有一定的减震效果，当TMD系统的基本周期接近某个模态周期时，调谐部分吸收地震能量较大，对主体结构具有较好的减震效果。特别当主体结构较规则、其地震反应是以基本振型反应为主的窄频反应时，减震效果更好。这些结果对结构调谐减震研究和应用具有一定意义。     

摩擦阻尼器和TMD共同作用下的钢框架的减震分析

研究采用质量调谐减震原理,将填充墙作为TMD的质量块,摩擦阻尼器作为其耗能原件提供刚度和阻尼,结合TMD和摩擦阻尼器属性,实现两者的共同耗能。为观察这种新型减震装置在框架结构中的耗能效果,本文利用有限元分析软件ETABS对安装有减震装置的钢框架以及未安装该装置的框架结构,进行罕遇地震下的时程分析。计算结果表明:安装有该装置的结构的顶层位移角最大能减小约70%,并且满足罕遇地震下规范位移角的限值,具有很好的减震耗能效果。     

非线性TMD应用对高层框筒结构减震效果的影响

当前减震技术中,基础隔震效果较好,使用较多,但对建筑本身要求较高,使用范围受限;在强震下,具有消能减震体系的结构减震效果较好,但需要提供较大阻尼,经济投入较多.在充分结合橡胶支座基础隔震和TMD研究成果的基础上,提出非线性TMD的减震技术方法.在一高层框筒结构中采用该减震技术,并用有限元软件分析结构的地震响应,包括主结...     

采用不同轨道形状的轨道非线性能量阱减振鲁棒性分析

轨道非线性能量阱(track nonlinear energy sink,轨道NES)是一种具有较高频率鲁棒性的非线性质量阻尼器,但NES的非线性特点导致其减振性能对输入能量大小较敏感。为了改善其能量鲁棒性,分析考察了三层框架主体结构附加不同质量阻尼器时的响应,包括不同轨道形状的轨道NES以及用于对比的一型NES(typeⅠnonlinear energy sink)和调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)。结果表明,采用不同轨道形状的轨道NES均展现出优越的减振性能;其中使用三阶多项式轨道形状的轨道NES同时具备较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性,对于地震作用下有可能发生损害的结构,轨道NES较TMD和一型NES展现出更强的减震控制性能。     

带TMD及Maxwell阻尼器结构的随机地震响应

为了对同时设置TMD及Maxwell阻尼器的建筑结构随机地震响应进行分析,将结构响应以第一振型展开,所得运动方程中质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵均非对称,故采用扩阶复模态理论对其解耦,获得了结构以第一振型表示的地震响应的解析表达式。算例分析结果表明:同时设置TMD及Maxwell阻尼器的结构比单一设置TMD或Maxwell阻尼器的减震效果更好,而且可以有效减少阻尼器的受力。     

电磁调谐双质阻尼器的参数优化及对结构减震分析

目的利用电磁阻尼单元代替经典调谐质量阻尼器中的黏性阻尼单元,引入惯质概念,提出一种具有结构减震功能的新型电磁调谐双质阻尼器(EM-TMID).方法依据达朗伯原理,建立EM-TMID与单自由度耦合结构在地震作用下的动力学模型;然后基于蒙特卡洛-模式搜索法数值优化理论,分别以主结构位移和加速度峰值最小为目标函数,对EM-TMID进行参数优化,得到EM-TMID的结构频率比、电磁阻尼比和机电耦合系数的优化参数;最后通过频域和时域两种方法仿真分析了EM-TMID对结构的减震性能.结果在频域分析中,EM-TMID的主结构位移和加速度频响峰值优于固定点法的经典TMD;在时域分析中,EM-TMID对结构位移、加速度峰值和均方根的减震性能均优于经典TMD.结论 EM-TMID较经典TM D有更好的动态特性和鲁棒性,有效地提高了对结构的减震效果.     

近断层激励下子结构组合隔震的巨-子结构试验

为解决受限于隔震支座的抗拉能力和结构高宽比限值、隔震技术很少应用在超高层建筑的问题,在新型巨-子结构体系的子结构底部设置由铅芯橡胶隔震支座和弹性滑移支座组成的组合隔震层,设计制作了一个有3个巨型结构层的巨-子结构模型,对其进行了近断层地震动及远场地震动作用下的振动台试验,研究了组合隔震层对主结构和子结构振动的减震效果和近场地震对其影响.研究结果表明,子结构底部设置组合隔震层,对主结构来说相当于调谐质量阻尼器,其对主结构的地震响应具有较好的调谐减震作用;对子结构来说相当于基底隔震,其对子结构的地震响应具有显著的隔震效果.由于脉冲效应,近断层地震动作用下主结构和子结构的地震响应都要大于相同场地的远场地震动.     

采用变阻尼式TMD的钢框架结构振动台试验

提出了一种新型变阻尼式调谐质量阻尼器(TMD),并将该阻尼器安装在两层单跨的钢框架模型结构上.通过对比无控状态、传统TMD控制状态、变阻尼式TMD控制状态下钢框架结构的动力响应,分析了变阻尼式TMD在Kobe波、Taft波和兰州波激励下的减震控制效果.试验结果表明:变阻尼式TMD可降低结构的自振频率并延长周期,采用变阻尼式TMD减震装置后,加速度响应最大可降低41.32%,位移响应最大可降低62.07%,最大减震效果较传统TMD提高了9%,且随着地震动峰值的增加,减震装置的控制效果越显著.     

轻型墩桥梁结构被动控制研究

针对地震作用下轻型墩墩顶位移控制设计问题，提出采用多重调谐质量阻尼器（MTMD）对其位移进行控制，以降低对轻型墩的延性要求．首先将被控结构简化为单自由度体系，建立结构-MTMD系统力学模型和运动方程，分析MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律．在此基础上，针对某一轻型墩桥梁设计MTMD，进行不同地震波作用下的减震时程分析，并与调谐质量阻尼器（TMD）的振动控制效果进行比较．     

基底受地震激励时结构的调谐减震控制

对地震激励下的结构的调谐减震控制（TMD）进行分析,考虑了土体与共同作用,通过拉普拉斯变换,采用传递函数的解法,在不同参数情况下,探讨了有、无TMD结构体系的主结构位移方差随主结构一阶固有频率的变化规律。分析比较表明：调谐减震体系对低频柔性结构有明显的减震效果;当场地卓越频率与主结构频率相近时,非调谐的传统结构发生共振反应,而调谐结构减震效果最为明显。     

一种控制高层结构随机地震反应的新策略

以某高层剪切型钢框架结构为工程背景,提出TMD与LRB联合作用的T-L控制策略,利用非线性随机振动理论分别对无控制、TMD控制和T-L控制3种控制结构的非线性运动方程进行等效线性化处理,利用复模态理论给出以第一振型表示的3种控制结构随机地震反应解析解的计算方法。研究结果表明:新提出的T-L控制策略比TMD控制更能显著降低结构位移、速度和加速度反应方差;新算法同样可用于求解LRB层间隔震高层结构随机地震反应。算例在T-L控制下的最大位移、速度和加速度反应方差比TMD控制下的分别降低了29.3%、27.8%和31.6%。     

高层隔震结构体系的研究及展望

结构振动控制是防震减灾技术中的前沿领域,隔震作为此领域中较为成熟的技术有着广阔的应用前景,高层隔震结构体系的研究和应用代表了现阶段隔震技术的发展方向。阐述了高层隔震结构体系的研究与应用现状,进一步提出了高层隔震结构体系存在的问题,同时对完善高层隔震结构体系要解决的几个问题做了展望。     

桩基础上结构TMD控制的振动台模型试验研究

完成了土－桩－结构－TMD相互作用体系的振台模型试验,首次通过振动台模型试验研究了土－桩－结构相互作用对TMD振动控制的影响,试验结果表明：当TMD装置的自振频率和相互作用体系频率一致时,TMD控制效率最佳,但此时其控制效率仍远不及风性基础上,TMD控制效率高,表明土－结构相互作用效应使TMD装置的减振效率大大降低,在一些情况下TMD装置甚至对结构起到负面作用。     

TMD振动控制结构的发展及应用

对TMD结构的振动原理进行了阐述，总结了TMD发展的3个阶段，并且对每个阶段主要研究的问题及取得成果作了概述，简要介绍了TMD在国内外的工程应用实例，最后指出了TMD系统在海洋平台应用中近期的发展趋势及其需要解决的主要问题。     

屋顶花园TMD减震控制研究

为降低结构的振动响应和充分利用屋顶花园,文章提出由多高层建筑屋顶花园结合叠层钢板橡胶垫组成屋顶花园TMD减震系统,并介绍了该减震系统的控制原理;对系统参数进行分析,得出屋顶花园TMD减震系统最优阻尼比、最优频率比;结合工程实例,探讨了利用屋顶花园进行减震控制的方法,并利用屋顶花园质量可调的优点,确定了合理的阻尼比、质量比,数值分析表明减震效果良好,系统性能稳定。     

高层建筑动态变形的GPS监测技术

介绍了利用GPS技术测量高层建筑变形的原理及试验模拟与监测过程;重点阐述了GPS动态特征模拟数学模型及不同外界环境条件下试验数据的采集及分析过程;通过对试验数据的分析处理,阐明了GPS技术在高层建筑动态变形监测中应用的可行性,指出了将GPS技术和自动分析及控制技术结合后在工程测量领域具有广泛应用前景。     

高层基础隔震结构基于性态的抗震设防标准研究

随着隔震技术的发展,将该技术应用于高层建筑得到了广泛的关注;其中高层基础隔震结构基于性态抗震设防标准的研究还不十分充分。参考国内外相关通则及规范,以及国内学者对于基础隔震结构基于性态的设计方法的研究,依据基于性态的抗震设计理论,结合高层结构的特点,提出了适合高层基础隔震结构的设防标准。主要从三个方面进行研究,包括高层基础隔震结构的功能分类、性态目标及抗震设计类别;将高层基础隔震结构的性态分为五个水准:充分运行、运行、基本运行、生命安全、接近倒塌;最后将高层基础隔震结构的设防目标进行量化,为高层隔震结构的抗震设计提供了参考。     

自调频调谐质量阻尼器及其减振性能试验

为了改善调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感和使用过程中TMD的频率难以调节的缺陷,利用可调节质量的箱体代替TMD的质量块,并附加上伺服控制系统和驱动装置,即为自调频TMD.在特定的外界激励作用下,伺服控制系统能够自发地启动驱动装置改变TMD的质量,调节TMD频率至控制结构频率附近.通过对比自振频率偏离TMD频率的单自由度简支桥梁模型,在TMD启动变频率调节前、后两种情况下的自由振动和受迫振动,以等效阻尼比、加速度峰值和均方根值等作为评价指标,测试了该自调频TMD对原TMD的改良效果.结果表明:变频率调节有较好的收敛性,且相比启动变频率调节前,启动后能提高模型结构的等效阻尼比;多种人行荷载工况下,相比启动变频率调节前,启动后均能提高减振率.     

建筑结构TMD振动控制及其新体系减震研究

分析了结构TMD振动控制机理及在结构风振控制中的研究应用；针对建筑结构的TMD减震控制，介绍了研究现状及进展，进一步采用时程分析法和地震波输入，研究了TMD新体系采用摩擦支座和橡胶支座时的减震控制分析理论。通过研究，指出了其在结构强震反应控制中面临的几个问题。