框架-分布双段摇摆芯筒-核心筒体系调谐减震机理及性能研究

为了减小传统框架-核心筒(FCT)结构体系筒体围合面积,进一步提高结构的经济性,提出框架-分布芯筒-核心筒(FDCT)高层结构体系;将分布芯筒与摇摆体系相结合形成框架-分布摇摆芯筒-核心筒(FDRCT)结构体系,旨在控制结构的变形模式。为了降低高阶振型对高层结构的不利影响,进一步提出具有调谐减震性能的框架-分布双段摇摆芯筒-核心筒(FDBRCT)结构体系。建立各结构的动力学模型和方程,并进行平稳随机振动分析,初步证明FDBRCT结构可以更为有效地降低结构的动力响应。对比FCT,FDCT,FDRCT以及FDBRCT结构的时程分析结果,FDCT结构由于刚度被削弱导致抗震能力下降,FDRCT改善了结构变形的不均匀程度,上部楼层加速度有所减小但顶层位移会增大。相较于FDRCT结构,FDBRCT结构的层间位移角最大值明显减小,变形更加均匀,适当降低了顶层位移响应以及内力需求,具备调谐能力的分布双段摇摆芯筒使FDBRCT结构在提高经济性的同时兼具更为优越的抗震、减震性能。

半主动调谐减震体系模糊控制器的理论研究

根据模糊控制理论设计了模糊控制器,用以改变TMD子结构的阻尼和刚度,实现半主动调谐质量阻尼器(SATMD)模糊控制.通过数值仿真分析表明,该方法有效地改善了PTMD的控震性能.

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 ,考虑了土体与结构的共同作用 ,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。

调谐质量减震技术的研究及其应用前景

阐述了调谐质量减震技术的减震原理及研究现状,归纳了影响调谐质量减震技术减震效果的因素及各因素对减震效果影响的规律,并且指出各因素存在参数优化的问题;通过对该技术工程应用的分析,提出目前调谐减震技术的可行性及存在的问题;综合分析了近几年调谐减震技术的主要发展方向,提出了该技术深入发展所需要解决的若干问题。

单层工业厂房-TMD减震控制系统研究

提出了采用质量调谐减震控制技术对厂房结构进行减震控制的方法。利用屋盖系统作为附加质量,屋盖支座采用夹层橡胶隔震垫,建立了厂房-TMD系统模型,并用非线性时程分析法对其进行了多种地震动激励下的计算分析,探讨了厂房-TMD减震体系减震效果的参数影响及减震机理。结果表明,采用质量调谐减震技术对单层工业厂房进行减震是一种有效的方法。

大跨度结构TMD减震系统多点激励的地震随机响应分析

众多研究表明,对大跨度结构进行抗震分析时,必须采用非一致地震激励模型。本文对带TMD系统的大跨度结构考虑地震行波效应后的随机地震响应问题进行了研究。文中建立了结构的动力方程,并利用虚拟激励法求解。研究结果表明,对于大跨度结构装设TMD子结构以后可显著地降低结构的位移、速度和加速度响应,但在设计TMD减震系统时,必须考虑到地震激励的非一致性,否则可能会使预期的减震效果失效。

调谐结构体系在地震作用下的参数配置研究

为研究调谐结构体系在基底水平地震作用下的减震效果,采用有代表性的两质点模型,从简谐激励出发得出了稳态位移响应表达式和影响参数。在此基础上,计算了子结构周期影响,得出其优化配置公式;分析了子结构与基本结构质量比的影响及配置;分析了基本结构周期、结构阻尼对减震效果的影响。进一步评析了调谐体系在宽带地震反应控制中的参数配置。研究指出质量比是地震作用下高效减震控制的重要参数,并指出了基本结构周期配置的重要性。

建筑结构被动减震控制的研究与应用

针对建筑结构被动减震控制中的隔震、消能减震及调谐减震技术,介绍了其原理、形式、研究的进展,并从不同的角度分析了被动减震技术的工程应用现状以及被动减震装置的研究应用,最后对被动减震技术研究应用中的一些问题作了探讨。

附加阻尼网的斜底式TLD减震控制理论与试验研究

为解决传统调谐液体阻尼器(tuned liquid damper,TLD)中有效阻尼偏小、用水量偏大等问题,提出一种附加阻尼网的斜底式水箱调谐液体阻尼器(damping net and sloped-bottom tuned liquid damper,DNS-TLD),将水箱底面倾斜的TLD与阻尼网有机结合,强化水箱内液体晃动,可提供更大附加阻尼比并降低用水量。建立了附加DNS-TLD结构的力学模型,阐述其减震机制,提出了一种简便估算DNS-TLD总等效阻尼比的方法。通过单层钢框架振动台试验,对比分析了附加DNS-TLD及其他不同类型TLD的减震性能。将试验结果与数值模拟结果进行比较,进一步验证减震规律以及各类TLD总等效阻尼比估算方法的准确性。在此基础上,对附加DNS-TLD的10层钢筋混凝土框架结构进行地震作用下的动力时程分析,验证DNS-TLD对实际结构减震控制的有效性。振动台试验与数值模拟结果均表明,DNS-TLD有效结合了斜底式水箱TLD与阻尼网的优点,表现出更优的阻尼性能,相比于其他类型的TLD,其减震效率更高,鲁棒性和工程适用性更强。

被动控制技术在大跨空间结构中的应用概况

结构被动控制技术将传统的依靠结构自身强度和刚度来增强结构抗力的设计方法转变为利用控制装置吸收并耗散振动能量,是抗震防灾的一种积极有效的设计手段。基于被动控制机理,分别从隔震、消能减震和调谐减震3种途径系统总结了被动控制技术在大跨空间结构中的应用概况,介绍了相应的控制措施和控制效果,给出了实用性的结论,结果可为大跨空间结构的工程设计提供参考。本成果对推动振动控制手段在大跨空间结构中的实际应用具有积极意义。

基于三维隔震的巨子结构多维地震反应分析

为解决高层结构三维隔震的难题,针对一种巨子结构和基于子结构三维隔震的巨子结构进行振动台试验和三维地震作用下的数值分析。首先介绍了巨子结构的原型结构、缩尺模型结构和振动台试验方案。随后进行了模型结构振动台试验,测量和分析了结构的地震响应,并与数值分析结果进行了对比。最后对原型结构进行了三维地震作用下的地震反应数值分析。试验及数值分析结果表明:在子框架底部设置三维隔震支座不同于基础隔震的形式和减震机理,但仍延长了整个结构的水平和竖向自振周期。数值分析结果与试验结果吻合较好,误差较小。隔震子框架对各类场地地震动作用下的主框架三维地震响应具有明显的调谐减震作用。三维隔震支座对各类场地地震动作用下的子框架三维地震响应具有显著的隔震作用。罕遇地震作用下的隔震层位移反应没有超过隔震缝宽,子框架不会与主框架发生碰撞。

结构被动控制的应用与发展

介绍了结构被动控制的理论机理及近年来国内外的应用与发展概况,包括被动控制中的隔震、消能减震和调谐减震三个部分,提出了结构被动减震控制目前需待解决的问题,并对以后的发展趋势做了展望。

结构被动控制研究进展

介绍了建筑结构被动控制的理论机理和研究发展动态 ;对被动控制中的隔震、消能减震和被动调谐减震等进行了重点论述 ,包括各种被动控制类型的试验研究、设计、工程应用及其未来发展趋势。