小高层结构屋顶不同的TMD设置方式减震对比分析

根据屋顶水箱和保温层对房屋整体结构减震的作用,建立采用铅芯橡胶支座的3种不同屋顶的TMD控制装置的小高层结构模型,即单水箱屋顶TMD、双水箱屋顶TMD和屋顶保温层TMD.在此基础上运用有限元分析和动力时程分析方法对控制装置的减震效果进行计算对比.对比结果表明,3种屋顶TMD控制装置均有明显的减震效果;当质量比控制在3%以内时,质量越大,屋顶TMD荷载分布越均匀,减震效果越好;屋顶保温层TMD减震效果最好,双水箱屋顶TMD的减震效果次之,单水箱屋顶TMD的减震效果最差.本项研究成果可以为TMD的后续研究和设计提供理论依据.     

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。     

非线性TMD对超高层结构减震效果影响分析

当前的减震技术主要集中应用在基础隔振和消能减震体系中,有较好效果但使用条件也受限制。结合橡胶支座基础隔震和调谐质量阻尼器的研究成果,提出了在超高层结构中应用非线性"调谐质量阻尼器"的减震技术。同时利用有限元软件分析了不同地震作用下采用了非线性"TMD"减震技术和不采用减震技术的某高层结构的地震反应,发现了非线性TMD技术对超高层建筑具有明显的减震效果。该技术对超高层结构的减震具有参考价值。     

考虑SSI效应的TMD减震特性振动台模型试验

设计并完成了考虑土与结构相互作用的TMD减震控制振动台模型试验。通过试验，分析了刚性地基和柔性地基上TMD对主体结构的减震效应，探讨了SSI效应对结构震控制的影响，在此基础上，将柔性地基上结构－TMD体系中主体结构地震反应看作是SSI效应，TMD减震效应以及SSI和TMD的耦合效应三部分共同作用结果，分析了不同工况下三种效应对主体结构地震反应的影响大小。试验结果表明：SSI效应对TMD的减震性能有很大影响，这使得基于刚性地基假设设计的TMD系统在柔性地基上的减震效果不理想，甚至在某些时候可能产生负面效果，对刚性地基和柔性地基上影响TMD减震性能的一些因素进行了探讨。     

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...     

建筑结构抗震分析

将结构物简化为多质点体系,考虑隔震支座的水平刚度、垂直刚度和转动刚度,按反应谱方法进行了高层剪力墙结构和砖结构抗震计算,结果表明,隔震结构可以大幅度地降低地震作用。另外,利用结构自身的顶部作为TMD质量块,并用叠层橡胶支座和摩擦阻尼器设置在建筑物中上部的楼层之间,利用隔震层上部的质量和隔震层部件组成TMD减震系统来控制地震反应。     

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.     

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。     

调谐质量阻尼器减震控制的研究发展趋势

综述了土木工程结构减震控制的研究现状,讨论了调谐质量阻尼器(TMD)的工作原理,评述了TMD的国内外研究进展,最后阐述了TMD的研究和发展的趋势.     

三维实体结构的双向TMD优化设计

采用在结构顶层设置双向TMD被动控制的方法,对结构在多向地震作用下的振动进行了被动控制的研究.在建立三维结构控制体系的动力学模型后推导出结构-TMD联合动力方程,并以功率谱密度函数矩阵迹的积分为目标函数,利用单纯形法对双向TMD的参数进行优化设计.数值结果表明,利用双向TMD系统对结构进行被动控制的方法是可行且有效的,能对结构的平动和扭转起到较好的减震效果.     

大跨度桥梁分析方法的一些进展

介绍了大跨度桥梁设计中抗震,抗风分析和振动控制技术的一些近期进展。首先,针对大跨度桥梁的地震响应分析的特点,介绍了精胡度高效平稳／非平稳随机振动计算方法;其次,介绍了基于有限元模型用于求解大跨度桥梁颤振和抖振问题的理论模式体系及全桥三维风振分析方法;最后,针对大跨度桥梁地震响应控制和风振响应控制问题,介绍了各类控制方案的应用和研究进展,概述了主动控制系统实现的多种控制策略及算法研究方面的进展。     

磁流变调谐质量阻尼器在海上风机振动控制中的应用

针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer, MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向海上减振需求的MRE-TMD结构设计原理;其次,建立了海上风机-TMD动力学模型,计算了风、波浪及地震激励载荷;再次,应用半主动控制算法跟踪识别风机塔筒顶端响应的频率,实时调节MRE-TMD的刚度,进而对海上风机进行振动控制。通过分析导管架式近海风机在多种载荷作用下的动力响应可知,采用基于MRE-TMD的控制方法能够有效衰减导管架式海上风机在多种载荷作用下的振动响应。与被动TMD相比,MRE-TMD具有较好的减振效果,为海上风机振动控制提供了一种新的解决思路。     

竖向地震作用下的结构TMD控制分析

对TMD控制结构竖向地震做了理论分析,以主结构位移方差为优化目标函数得到了TMD最优系统参数计算公式并进行了分析,由算例分析知道此参数是有效的,为TMD控制竖向地震作用下的结构振动提供了理论依据。     

大跨越输电塔线体系风振控制新策略

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运用MATLAB的线性矩阵不等式(LMI)工具箱设计了鲁棒H2/H∞的输出反馈控制策略,并结合改进的限幅最优(MCO)控制算法设计了H2/H∞_MCO半主动控制器.以汶河-青云大跨越输电塔线体系为工程背景,分别对其进行在无控制、调谐质量阻尼器+黏弹性阻尼器(TMD+VED)控制、铅芯橡胶阻尼器(LRD)控制、固定增量(FI)控制和H2/H∞_MCO控制下的风振响应数值计算.结果表明:H2/H∞_MCO控制策略对输电塔的位移、加速度和塔底内力的峰值和均方差的减振效果比TMD+VED、LRD及FI控制策略的都要显著.     

地震作用下高层建筑TMD控制优化设计

对地震作用下高层建筑调谐质量阻尼器（ＴＭＤ）控制优化设计方法进行了初步探讨。分析了ＴＭＤ系统对高层结构振型控制的机理;利用数值迭代给出了ＴＭＤ最优参数设计表格,并分析了振型参与系数的影响,为ＴＭＤ设计提供了依据;给出了地震作用下高层建筑ＹＭＤ控制优化设计步骤;最后给出了高层结构ＴＭＤ地震反应控制仿真分析以说明这一方法的应用。     

间断型三向TMD桥梁颤振控制

为了控制桥梁结构风致振动,提出了间断型三向调谐质量阻尼器(TMD)的概念,旨在提高桥梁结构的颤振临界风速,并提出了间断型三向TMD控制系统及其相应的理论和计算方法.间断型三向TMD能同时控制桥梁结构横向、竖向和扭转三个方向的风致振动.通过最优控制理论计算得出系统的最优参数,通过风洞试验和Ansys软件模拟计算,得到重要结论:参数合理的间断型三向TMD系统能显著提高桥梁结构颤振临界风速.     

地震动速度脉冲对大跨斜拉桥减震控制的影响

地震动的速度脉冲特性是加重工程结构在地震中的破坏程度的重要因素,速度脉冲已成为近断层地震动的重要工程特性之一.以一座大跨飘浮体系斜拉桥为例,选择了4组具有速度脉冲特性的实际地震动加速度记录及人工模拟的具有相同加速度反应谱而无速度脉冲的地震动时程分别作为地震动输入,利用三维有限元方法计算了地震动的速度脉冲对斜拉桥地震反应和减震控制反应,分析了地震动速度脉冲对斜拉桥地震反应和减震控制效果的影响特征.总体上看,斜拉桥在速度脉冲型地震动作用下的地震反应大部分要大于无速度脉冲型地震动的,近断层地震动的速度脉冲对斜拉桥无控制、半主动控制和被动控制地震反应均具有一定的不利影响,且地震动的速度脉冲对半主动控制和被动控制减震效果的影响趋势大体相同.     

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%。     

附加MTMD的大跨度桥悬臂推送架设竖向减振

针对装配式钢桁桥悬臂推送架设过程中跨度逐渐增大、结构振动加剧,应用调谐质量阻尼器(Tuned mass damper,TMD)进行减振控制又受到结构布置受限等问题,运用多重调谐质量阻尼器(Multi-ple tuned mass dampers,MTMD)来进行架设过程的减振控制.应用ANSYS软件建立了某型装配式钢桁...