地震作用下高層建筑多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器控制優(yōu)化設(shè)計(jì)

用主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器控制建筑物的地震反應(yīng)

根據(jù)導(dǎo)出的設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（ｔｍｄ）高層建筑動(dòng)力放大系數(shù)計(jì)算公式，利用數(shù)值迭代法給出了ｔｍｄ最優(yōu)參數(shù)設(shè)計(jì)表格，同時(shí)分析了ｔｍｄ最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)振型參與系數(shù)的敏感性．給出了地震作用下高層建筑ｔｍｄ控制優(yōu)化設(shè)計(jì)方法．最后給出了仿真分析，以說(shuō)明本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用及ｔｍｄ對(duì)地震反應(yīng)控制的有效性

本文基于ｔｕｎｅｄｍａｓｓｄａｍｐｅｒ的原理，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，進(jìn)行了懸浮頂層減震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究。

根據(jù)考慮上部結(jié)構(gòu)荷載相關(guān)性的近似頻域方法,詳細(xì)分析了各類(lèi)參數(shù)(如上部結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)阻尼、土體剛度、土體阻尼等)對(duì)土-結(jié)構(gòu)相互作用效應(yīng)的影響.此外,探究了在風(fēng)荷載和地震作用下,土-結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)對(duì)上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的異同.數(shù)值算例給出了帶有群樁基礎(chǔ)的實(shí)際高層結(jié)構(gòu)的風(fēng)、地震作用下的土-結(jié)構(gòu)作用響應(yīng)的比較.比較結(jié)果說(shuō)明,風(fēng)、地震作用下高層建筑土-結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)對(duì)上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律可能是不一致的,而這主要與風(fēng)、地震作用于土體結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的位置以及風(fēng)、地震作用的卓越頻率有關(guān).

將摩擦阻尼應(yīng)用到高層建筑的風(fēng)振控制,采用結(jié)構(gòu)風(fēng)振的時(shí)域分析方法對(duì)高層結(jié)構(gòu)的風(fēng)振進(jìn)行了研究,通過(guò)實(shí)例分析可以看出,摩擦阻尼器應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制效果是非常明顯,可以使高層建筑頂層的振動(dòng)最大位移降低了71.57%,振動(dòng)最大加速度降低了73.95%。

飛云江五橋主橋采用h形截面吊桿,其吊桿空氣動(dòng)力學(xué)性能較差,容易引起風(fēng)致振動(dòng)。為避免風(fēng)致振動(dòng)導(dǎo)致吊桿疲勞破壞,影響結(jié)構(gòu)及運(yùn)營(yíng)安全,為其設(shè)計(jì)并安裝了新型擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（ptmd）,采用電渦流耗能提供阻尼力。阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí),采用目標(biāo)函數(shù)以吊桿抑振效果為主,同時(shí)兼顧阻尼器位移響應(yīng)的優(yōu)化算法,避免阻尼器構(gòu)件疲勞損壞,影響長(zhǎng)期減振效果。測(cè)試結(jié)果表明,該新型ptmd用于抑制吊桿的風(fēng)致振動(dòng)效果明顯,同時(shí)能夠?yàn)榈鯒U提供長(zhǎng)期有效的減振保障。

飛云江五橋主橋采用h形截面吊桿,其吊桿空氣動(dòng)力學(xué)性能較差,容易引起風(fēng)致振動(dòng)。為避免風(fēng)致振動(dòng)導(dǎo)致吊桿疲勞破壞,影響結(jié)構(gòu)及運(yùn)營(yíng)安全,為其設(shè)計(jì)并安裝了新型擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（ptmd）,采用電渦流耗能提供阻尼力。阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí),采用目標(biāo)函數(shù)以吊桿抑振效果為主,同時(shí)兼顧阻尼器位移響應(yīng)的優(yōu)化算法,避免阻尼器構(gòu)件疲勞損壞,影響長(zhǎng)期減振效果。測(cè)試結(jié)果表明,該新型ptmd用于抑制吊桿的風(fēng)致振動(dòng)效果明顯,同時(shí)能夠?yàn)榈鯒U提供長(zhǎng)期有效的減振保障。

從改變結(jié)構(gòu)剛度和阻尼能改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的概念出發(fā)，提出了變結(jié)構(gòu)控制方法，并采用復(fù)模態(tài)分析理論對(duì)變結(jié)構(gòu)控制狀態(tài)及其減震效果進(jìn)行了優(yōu)化分析．

目的解決高層建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制中mr阻尼器的優(yōu)化布置問(wèn)題.方法首先建立風(fēng)荷載作用下受控結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)方程,然后根據(jù)其特點(diǎn)建立基于遺傳算法的風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)體系的mr阻尼器優(yōu)化布置分析模型,并引入加權(quán)函數(shù)考慮結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性,得到不同標(biāo)準(zhǔn)下的阻尼器優(yōu)化方案.結(jié)果結(jié)合某12層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的算例,考慮3種不同決策情況:安全性和經(jīng)濟(jì)性同等重視、側(cè)重于安全性和側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性,分別給出建議的最優(yōu)布置方案.結(jié)論應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行高層建筑中mr阻尼器的優(yōu)化布置,可以得到經(jīng)濟(jì)而有效的結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)方案.

本文研究了高層建筑利用調(diào)諧波阻尼器(tld)減小地震反應(yīng)的方法,建立了具有不同tld設(shè)置方式的高層建筑體系的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)方程,首次提出了利用tld減小高層建筑多個(gè)振型的方法,最后通過(guò)數(shù)值算例,驗(yàn)證了本文方法的有效性。

本文研究了高層建筑利用調(diào)諧波阻尼器(tld)減小地震反應(yīng)的方法,建立了具有不同tld設(shè)置方式的高層建筑體系的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)方程,首次提出了利用tld減小高層建筑多個(gè)振型的方法,最后通過(guò)數(shù)值算例,驗(yàn)證了本文方法的有效性。

● f 第15謄第2期重慶交通學(xué)院學(xué)器1998年b月 v{】1．15n。．2journalofchongqingjiaotonglnstitutejunej998 眾值烈度地震作用下多高層 建筑的分析方法 f 崮塑薹塾李英民 (重慶建筑大學(xué)630045) 7，f 摘要 本文u多高屠建筑為研究對(duì)象，分別應(yīng)用反應(yīng)譜振型舟解法和時(shí)程舟析法，分析了剪切型、剪 彎型和彎曲型結(jié)構(gòu)在不同地震烈度及不同場(chǎng)地條件下柏地震基底內(nèi)力及地震內(nèi)力沿結(jié){匈高度的分 布．分析比較各種不同分析方法所得結(jié)果柏基礎(chǔ)上，文中推薦逮三類(lèi)結(jié)構(gòu)擾震丹析的簡(jiǎn)化計(jì)算方 法—底部?jī)?nèi)力法及地震內(nèi)力沿結(jié)構(gòu)高度分布柏最太值包絡(luò)曲線(xiàn)及公式． 關(guān)：’警監(jiān)’七暖曲力 o引言 地震動(dòng)是人類(lèi)面臨的最嚴(yán)重的自然災(zāi)茁之一，結(jié)構(gòu)抗震分析一直是

眾值烈度地震作用下多高層建筑的分析方法

大底盤(pán)雙塔樓結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系,其抗震設(shè)計(jì)分析方法與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系有較大的不同。本文借用結(jié)構(gòu)分析專(zhuān)用軟件etabs對(duì)一工程算例——武漢圣淘沙大廈進(jìn)行地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析,探討了雙塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中有關(guān)動(dòng)力特性、振型的選擇、地震波的合理選取及抗震驗(yàn)算、有限元模型建立過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)進(jìn)一步了解此類(lèi)結(jié)構(gòu)的性能、驗(yàn)證結(jié)構(gòu)抗震能力、完善抗震設(shè)計(jì)理論具有重要的理論意義和工程實(shí)踐指導(dǎo)作用。

眾值烈度地震作用下多高層建筑的分析方法

根據(jù)地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)，提出了計(jì)算剪力墻構(gòu)件最大受力層間位移的計(jì)算公式，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了分析．建議對(duì)墻、柱的最大受力層間位移角限值宜區(qū)別對(duì)待

為尋找一種更有效的地震引起的高層建筑損傷識(shí)別方法,在前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)自振頻率的變化規(guī)律,提出了一種新的損傷模型.該損傷模型考慮了高階振型、振型參與系數(shù)、結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)自振頻率測(cè)試方法等影響因素.利用所提出的損傷模型對(duì)2個(gè)高層混凝土結(jié)構(gòu)模型模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,該損傷模型與試驗(yàn)現(xiàn)象基本吻合.

本文除了對(duì)理論進(jìn)行了相關(guān)的介紹,也結(jié)合了具體工程的實(shí)際進(jìn)行了分析。在項(xiàng)目中主要是對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的抗側(cè)剛度進(jìn)行了分析,以項(xiàng)目的建筑為研究對(duì)象,同時(shí)利用了兩種有限元結(jié)構(gòu)分析軟件yjk和satwe,通過(guò)這些軟件達(dá)到剪力墻位置的布置與計(jì)算的目的。文中分析了剪力墻墻肢長(zhǎng)度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、抗震設(shè)防烈度等多個(gè)因素,然后分析了建筑結(jié)構(gòu)的最大層間位移角、自振周期、地震剪力、剪重比和剛重比等特征,整理出了上述特征對(duì)剪力墻抗側(cè)剛度的影響。同時(shí)建立了十二組模型,分析了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有效性。

采用粘滯阻尼器對(duì)風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行了減振控制設(shè)計(jì)。采用有限元軟件對(duì)該減振結(jié)構(gòu)進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)時(shí)程荷載作用下的時(shí)程分析,計(jì)算表明在設(shè)置非線(xiàn)性粘滯阻尼器后,該建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)振加速度降低,頂層舒適度得到了改善,在風(fēng)壓為0.50kn/m2和0.413kn/m2工況下頂層加速度峰值減小幅度分別為53.90%和82.97%。風(fēng)荷載作用下粘滯阻尼器滯回曲線(xiàn)飽滿(mǎn),具有顯著的耗能能力。

本文以坑層建筑地震反應(yīng)進(jìn)行了最優(yōu)多重ｔｌｄ（ｍｔｌｄ）ｓ控制研究。文中闡述了ｔｌｄ系統(tǒng)的工作原理筆ｍｔｌｄｓ系統(tǒng)的參數(shù)；建立了多層結(jié)構(gòu)－ｔｍｌｄｓ系統(tǒng)耦聯(lián)體系的運(yùn)動(dòng)方程；分析了ｍｔｌｄｓ系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)在諧波作用下多層結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的影響以及各參數(shù)之間的關(guān)系。

風(fēng)振控制是高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文對(duì)磁流變阻尼器半主動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),首先對(duì)基于現(xiàn)代控制理論的半主動(dòng)控制算法進(jìn)行了討論,通過(guò)模擬分析,比較了分別基于經(jīng)典線(xiàn)性最優(yōu)控制算法和瞬時(shí)最優(yōu)控制算法下控制系統(tǒng)的控制效果;其次對(duì)控制律的選取進(jìn)行了研究,通過(guò)算例分析,對(duì)分別采用“開(kāi)-關(guān)”型控制律和改進(jìn)型控制律時(shí),系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行了比較分析。通過(guò)選擇合適的控制算法和控制律,使控制系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化。

針對(duì)地震作用下高層建筑振動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制問(wèn)題,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與分散控制理論相結(jié)合,提出分散神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)控制方案,并應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)振動(dòng)控制中。利用多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立結(jié)構(gòu)模型,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)?；趎arma-l2的神經(jīng)自校正控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,研究分散神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)控制效果,并與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集中控制進(jìn)行比較。對(duì)某20層benchmark結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明,本文提出的分散神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)控制方法簡(jiǎn)化了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),可有效控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)和消除時(shí)滯；同時(shí),相對(duì)于集中控制的單一失效,本文方法的可靠性更強(qiáng)且可以保證振動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)。