利用TLD减小高柔结构多振型地震反应的研究

本文提出了利多多个调谐液体阻尼器（简称TLDS）减小高柔结构多振型地震反应的方法，给出了TLD的布置方案和计算公式，通过钢框架模拟地震振动台试验和理论分析，验证了本文提出的方法的正确性．

多维地震作用下高柔结构的地震响应

研究了水平、摇摆和竖向地震动耦合作用下高柔结构的地震响应.推导了水平、摇摆和竖向地震动耦合作用下的动力方程,方程中考虑了摇摆地震动导致的基础转角位移产生的附加重力二阶效应,并探讨了竖向地震作用对重力二阶效应的影响.以某210 m高的电视塔结构为原型,进行了水平、摇摆和竖向地震动耦合作用下的缩尺模型振动台试验.理论与试验结果对比表明:振动台试验结果与推导的动力方程理论分析结果基本吻合,验证了理论分析的合理性和准确性;竖向地震动不仅会引起常规的重力二阶效应的变化,对摇摆倾斜位移引起的附加重力二阶效应也有较大的影响;在水平、摇摆和竖向地震动耦合作用下,结构的动力响应与单一的水平地震作用相比,不仅几何刚度随时间变化,而且会导致较大的不对称的位移响应,使得原本满足水平地震作用下抗震需求的结构可能发生破坏甚至倒塌.

一个关于高柔结构顺风向抗风设计中考虑地震作用组合的概率模型及求解

基于概率方法建立了高柔结构顺风向抗风设计中,考虑地震作用组合的总水平荷载的计算模型并进行了求解.在基于Turkstra准则的具体组合分析中,考虑了风和地震作用作为离散随机过程的发生概率以及风速和地面加速度的概率分布特征,并按照随机变量及相应函数的概率密度关系,得到了风和地震作用的概率密度分布.后利用卷积方法,分析探讨了结构抗风设计中地震作用的组合,并给出了实际的高柔结构算例.该研究反映对于水平荷载由风荷载起控制作用的高柔结构,最大水平荷载验算中,考虑风和地震作用后组合的总荷载可能较抗震设计中考虑了风荷载组合的结果更为不利.

三角形截面高柔结构横风向振动的风洞试验研究

本文介绍了正三角形截面高柔结构模型在均匀流场和湍流场中三种迎角下的横风向风振响应风洞试验结果 ,分析了三角形截面高柔结构的横风向涡激振动现象与驰振危险性 ,获得了一些数据和结论。

区域极点配置的状态反馈控制在高柔结构中的应用

AMD控制系统中被控结构一般采用简化的计算模型,导致不确定性因素的存在,包括高柔结构的质量以及刚度的偏差,将影响控制器设计的准确性,而发展高柔结构的鲁棒AMD控制策略对土木工程的结构振动控制具有重要的理论价值和工程应用前景。基于区域极点配置算法设计了相应的鲁棒AMD控制器,在控制增益的计算过程中考虑不确定结构参数对计算模型精度的不利影响,以此提高了系统的稳定性。以10层结构为数值分析对象,以控制效果、AMD控制参数为指标,将所提出的控制器与基于经典极点配置算法的常规控制器进行性能对比,分析结果表明:对于含有较大不确定性的结构模型,所提出的控制方法具有更良好的控制效果以及稳定的控制参数;最后以4层框架试验模型的AMD控制系统为实例,验证上述数值分析结论的正确性。

高柔结构风振AMD控制极点配置算法研究

为实现极点配置算法的部分极点的重新配置,本文以实际工程为背景,研究了线性二次型经典最优控制(LQR)算法对控制系统极点的影响。以此为借鉴提出了期望极点的设计方案,研究了AMD期望极点对控制系统性能的影响。针对实际结构采用极点配置算法可能会出现控制力过大的现象,本文提出了通过对质量振型参与系数的分析,选取结构前几阶振型作为控制目标,保证了系统控制力不会过大,又能实现控制效果。该方法目标明确、可操作性较强。以深圳市京基金融中心为算例,对其采用了LQR算法和本文提出的极点配置算法,从对结构增加的阻尼比和控制效果分析表明该方法是有效的。

用于控制高柔结构振动的POD技术

本文通过模型试验和理论分析研究了一种控制高柔结构振动的新方法──ＰＯＤ（摆、油阻尼器）减振系统。文中详细分析了其减震原理，并提出了与试验结果相吻合的三角形非线性滞回模型。试验结果表明，在接近调谐状态下ＰＯＤ法可减振４８％。数值计算的结果也表明，ＰＯＤ不仅减振效果比ＴＭＤ高得多，而且有效频带也觉得多。ＰＯＤ系统具有造价低、易安装、占用空间小、免维护等优点，可用于风或地震等荷载引起的电视塔、悬索桥塔、海洋平台或超高层建筑的振动。

高柔结构风振AMD控制模糊神经网络预测算法研究

基于Takagi-Sugeno模型的模糊神经网络的基本理论,建立了模糊神经网络预测模型。该模型结合神经网络控制和预测控制的优点,解决了控制中的时滞问题。研究了基于聚类法产生模糊神经网络预测控制的模糊逻辑系统,该方法便捷地解决了模糊逻辑控制中模糊控制规则基于专家控制策略和经验而无自学习能力的困难。以深圳京基金融中心为算例,利用模糊神经网络预测算法控制结构在风荷载作用下的振动,仿真结果表明,模糊神经网络预测算法能够有效地减小高柔结构加速度响应。

高柔结构连续壳体气弹模型通用制作方法

气弹模型制作是高柔结构风洞试验的关键点和难点。针对高柔结构,详细介绍了一种采用“开模、灌胶、再拆模”方式制作连续壳体气弹模型的方法:以石膏制作内模、有机玻璃雕刻外模,精确设计石膏内模和玻璃外模之间的缝隙尺寸,在缝隙内灌注DEVCON胶剂;胶剂固化后,拆模即制成连续气弹壳体模型。动力特性测试结果表明:该模型能够较为精确地模拟实际结构的质量、阻尼以及一、二阶振型和频率,能够再现典型的风致振动现象,证实了制作方法的可靠性。制作方法简便易行、造价低、精度高、通用性强,可为高层建筑、高柔烟囱、化工塔、电视塔、冷却塔等高柔结构的连续气弹壳体模型制作提供指导。

圆柱形浅水TLD对高柔结构风振反应控制的研究

以人工模拟的高柔结构顺风向广义脉动风荷载为样本，对圆柱形浅水ＴＬＤ装置对高柔结构的风振支应控制进行了计算分析。

一种高柔结构的减震装置

介绍了国内外高柔结构减震装置的研究现状,提出了一种新的高柔结构减震装置,并对该装置进行了原理分析和计算。为了检验该高柔结构减震装置的减震效果,在大型结构振动台上进行了模型试验,实验结果表明,由于减震装置的约束作用,增加了系统的刚度,系统共振频率略有增大,该减震装置具有明显的减震效果。最后,对该减震装置在灾害救生方面上的应用前景进行了展望。

竖向地震作用对高柔结构的影响

对烟囱的震害规律进行了分析.认为地震时烟囱的破坏,竖向地震力起了很重要的作用.提出了用冲量法来计算烟囱的竖向地震作用,并以190 m 高的钢筋砼烟囱为例进行了计算.对计算结果进行了分析,并指出了烟囱设计中应注意的问题.进一步阐明了计算高柔结构和特定条件下某些结构的竖向地震作用的必要性.

高柔结构的横风向共振分析

本文对高柔结构横风向共振作用的机理和发生的可能性进行了分析与研究 ,导出横风向共振响应的计算公式 ,同时结合工程算例加以说明和应用。

极点配置算法在高柔结构风振AMD控制中的研究

为实现极点配置算法的部分极点的重新配置，本文以实际工程为背景，研究了线性二次型经典最优控制（LQR）算法对控制系统极点的影响。以此为借鉴提出了期望极点的设计方案，研究了AMD期望极点对控制系统性能的影响。针对实际结构采用极点配置算法可能会出现控制力过大的现象，本文提出了通过对质量振型参与系数的分析，选取结构前几阶振型作为控制目标，保证了系统控制力不会过大，又能实现控制效果。该方法目标明确、可操作性较强.以深圳市京基金融中心为算例，对其采用了LQR算法和本文提出的极点配置算法，从对结构增加的阻尼比和控制效果分析表明该方法是有效的。

模糊神经网络预测算法在高柔结构风振AMD控制中的应用研究

基于Takagi-Sugeno模型的模糊神经网络的基本理论，本文建立了模糊神经网络预测模型。该模型结合神经网络控制和预测控制的优点，解决了控制中的时滞问题。研究了基于聚类法产生模糊神经网络预测控制的模糊逻辑系统，该方法便捷地解决了模糊逻辑控制中模糊控制规则基于专家控制策略和经验而无自学习能力的困难。以深圳京基金融中心为算例，利用模糊神经网络预测算法控制结构在风荷载作用下的振动，仿真结果表明模糊神经网络预测算法能够有效地减小高柔结构加速度响应。

高柔结构与竖向地震作用

对烟囱震害进行了分析，认为地震时竖向地震力起了很重要的作用。用冲量法对烟囱的竖向地震作用进行了计算，对结果加以分析，进一步明确了高柔结构竖向地震作用计算和必要性。

竖向地震对高柔结构的影响

对烟囱的震害规律进行了分析,说明了地震时竖向地震力对烟囱的破坏起很重要的作用。通过冲量法对190m高的钢筋砼烟囱进行竖向地震作用的计算分析,指出了烟囱设计中应注意的问题及计算高柔结构和特定条件下某些结构的竖向地震作用的必要性。

考虑地震动摇摆分量作用的高柔结构响应

对高柔结构受地震动水平-摇摆作用的地震响应问题进行了试验和理论研究。推导了地震动水平-摇摆耦合作用下高柔结构的动力方程,将基础转角位移产生的附加P-Δ效应以等效水平侧向力的形式添加在动力方程的激励项中。基于水平和竖向单摆式地震仪对地震动摇摆分量灵敏度不同的原理,采用小波分析,从未修正地震动水平分量中获取了摇摆分量。以一电视塔结构为原型,进行了地震动水平、摇摆和地震动水平-摇摆耦合作用下高柔结构的缩尺模型振动台试验,并与理论分析结果进行对比研究。结果表明:振动台试验结果与推导的动力方程理论分析结果基本吻合,验证了理论分析的正确性;由基础转角位移产生的附加P-Δ效应不仅会增大高柔结构的动力效应,而且会导致高柔结构产生显著的非对称位移,从而使得结构的水平位移大幅增加,在实际的抗震设计计算中应予以重视。

高柔土建结构振动主动控制的研究进展

阐述了高耸柔性结构振动主动控制的必要性、基本概念及其关键技术，综述了其研究现状及存在的问题，并指出高耸柔性结构机敏化／智能化是确保结构安全性与耐久性的重要途径。

基于主材防屈曲的输电塔新型抗风加固方法研究

输电塔属于高柔结构,风致响应敏感。主材角钢作为输电塔的主要构件,其承载能力特别是受压抗失稳能力是影响输电塔抗风性能的主要因素。以提高主材角钢受压状态下的防屈曲能力为目的,兼顾考虑降低开螺栓孔对原主材的损伤,提出一种新型加固方法。并通过对6个足尺角钢构件进行加载试验,检验该新型方案的加固效果;分析不同加固参数对提升主材性能的影响;采用有限元方法对试验进行数值模拟,确立合理的有限元建模方法,为输电塔整塔加固方案设计提供依据。结果表明:该方案能够大幅提高构件的抗压承载力,并有效改善构件的延性;端部螺栓数目对加固效果影响明显;确定了抱箍间距的合理取值;拼接副主材的应力滞后对加固效果基本没有影响。