基于調(diào)諧液體阻尼器的高層建筑結(jié)構(gòu)減震研究.pdf

1、如何減小地震和風振作用對建筑結(jié)構(gòu)的破壞,成為工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域重要的研究課題之一.結(jié)構(gòu)振動控制為工程結(jié)構(gòu)的抗震抗風設(shè)計與研究開辟了一個新的途徑.該文所研究的調(diào)諧液體阻尼器(簡稱TLD)作為一種結(jié)構(gòu)被動控制裝置,以其造價低廉,可靠性高,簡便易行的特點使其得到各國學者的高度重視.該文在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,對采用TLD進行結(jié)構(gòu)抗震進行了較為深入的研究,并對基于抗震設(shè)計的TLD的抗風作用進行了驗算.具體完成的研究工作如下:一、綜述了TLD在土木工程

2、結(jié)構(gòu)振動控制的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.在較全面地了解與該課題相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了該文的研究內(nèi)容.二、推導出安裝調(diào)諧液體阻尼器(TLD)的建筑結(jié)構(gòu)在簡諧地震作用下的等效阻尼比,并對影響等效阻尼比的各個參數(shù)進行了研究,求得了優(yōu)化參數(shù).三、利用單TLD進行減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的研究.該文以一個電視塔為例,對高聳結(jié)構(gòu)采用TLD進行了地震響應(yīng)控制的仿真計算.通過分析得出結(jié)論:當?shù)卣鸩ǖ淖吭筋l率與結(jié)構(gòu)第一階頻率接近時,調(diào)諧液體阻尼器的減震效果明顯.

3、該文同時對結(jié)構(gòu)自身阻尼對TLD控制系統(tǒng)減震效果的影響進行了計算分析,結(jié)果表明,隨著結(jié)構(gòu)阻尼比增大,TLD系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的減震率減小.四、該文進一步推導給出了設(shè)置MTLD的高層建筑結(jié)構(gòu)的等效阻尼比,并研究了影響MTLD系統(tǒng)等效阻尼比的基本參數(shù).五、該文采用MTLD進行了減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的研究.計算研究結(jié)果表明:當結(jié)構(gòu)的實際頻率和設(shè)計頻率發(fā)生偏差時,MTLD的控制效果要優(yōu)于單個TLD.并且對于長細比較大的高聳結(jié)構(gòu),只控制結(jié)構(gòu)的第一振型反應(yīng)是遠遠

4、不夠的,必須要同時控制結(jié)構(gòu)多個振型反應(yīng).采用多個TLD的組合,并將TLD中液體的固有周期調(diào)協(xié)到與結(jié)構(gòu)相應(yīng)振型的周期相等時,TLD對結(jié)構(gòu)的振動控制作用最好.該章還通過算例表明,當控制結(jié)構(gòu)前兩階振型時,在總質(zhì)量一定時,兩TLD質(zhì)量之比等于周期比時的控制效果要好于其值等于1:1時的控制效果.六、對安裝有TLD或MTLD的振動控制系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)風振響應(yīng)控制驗算.結(jié)果表明:基于抗震設(shè)計的TLD和MTLD裝置對于結(jié)構(gòu)風振控制也是十分有效的.七、總結(jié)