磁流变阻尼器对高层建筑风振反应的半主动控制

本文探讨了磁流变阻尼器在高层建筑风振控制中的应用，在经典线性最优控制理论的基础上，根据磁流变阻尼器的特点，提出了一种新型的半主动控制策略，应有该方法对一40层的钢结构的风振反应进行了计算机模拟，结果表明，采用磁流变阻尼器对高层建筑进行半主动控制的能够有效减小结构的风振反应。     

基于遗传算法优化的高层建筑风振模糊控制

本文针对高层建筑风振控制问题,应用基于遗传算法优化模糊规则库的模糊控制方法,通过MR阻尼器实现减小高层建筑风振反应. 采用双输入、单输出的模糊控制策略, 即以风荷载和其变化率为输入量, 以MR阻尼器所提供的控制力为输出量.利用基于遗传算法的优化的模糊规则库,根据作用模糊子集的推理方法进行模糊推理运算, 并采用常用的重心法进行解模糊处理.以某12层框架结构为例, 进行数值模拟分析,并与优化前的模糊控制策略和LQR最优控制策略进行比较.数值分析结果表明,利用遗传算法使优化模糊规则库得以优化,改善了模糊控制的效果,有效地减小了结构的风振反应.     

多阶梯被动变阻尼装置高层建筑风振控制性能化设计方法

多阶梯被动变阻尼装置(multi-stage passive variable damping device, MPVDD)能够随外部激励速度变化机械式实时改变阻尼系数,同时不需要外部能量供给和反馈控制,与粘滞阻尼器相比,MPVDD耗能效果明显。在不同阶数MPVDD控制下的高层结构响应控制效果分析表明,多阶梯被动变阻尼装置出力范围大,可用于风振控制。根据风振分析结果提出了针对多阶梯被动变阻尼装置的风振控制性能水准和性能指标,以及多阶梯被动变阻尼装置高层建筑风振控制性能化设方方法,该设计方法可以对不同重现期的风荷载激励下的结构响应针对性设计,最后通过工程实例设计给出了完整的设计过程,从而证明了该方法对高层建筑风振控制的有效性和可行性。     

大连国贸大厦高层水箱风振控制研究及应用

本文针对一实际工程结构———大连国贸大厦,研究了风荷载作用下调液阻尼器的减振控制作用。首先建立了该结构的简化计算模型,利用Davenport谱给出了模拟风荷载。在大厦所处位置进行多次测量,得到实际风速样本。选取其中风速较大、过程平稳的样本,对实测样本和模拟样本的频谱进行比较,验证了模拟风荷载的合理性。文中将大厦顶层的生活水箱设计成可减小结构位移及加速度反应的控制装置TLD(tuned liqu id damper),根据不同工况进行数值计算,选出最佳方案,设计出可实际应用、并达到一定减振效果的减振水箱,以提高大厦在风荷载作用下的舒适度。     

高层建筑结构风振力上限识别

将积函数极值法应用于高层建筑结构风振力上限识别,在体系刚度分布未知的情况下,利用风振反应上限值可以进行初步设计或抗风验算。     

高层建筑利用TLD减小风振反应的研究

本文利用调频液体阻尼器（TLD）对高层建筑风振响应进行了控制研究。通过理论计算与分析探讨了TLD中液体质量变化及TLD安装位置的不同对所研究的高层结构风振控制作用的影响，给出了合理的计算结果。     

应用5种被动动力减振器时高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制优化设计的统一公式

目的是建立5种被动的动力减振器对长宽比较大的高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制优化设计的统一方法。文中,在建立了5种被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制统一的方程的基础上,导出了被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制效果最优等效阻尼比和被动动力减振器最优设计参数的基本公式。通过工程实例的计算与分析,本文比较了5种被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应的控制效果,讨论了动力减振器在楼层上设置位置对动力减振器最优设计参数和控制效果的影响,得到了2个有工程价值的重要结论。     

磁流变阻尼器对高层建筑风振舒适度的半主动控制分析

高层建筑风振舒适度的控制是结构抗风设计的一项重要内容。本文提出了磁流变阻尼器对高层建筑风振舒适度控制的一种设计方法。由于加速度是舒适度的判别标准，因此，首先通过对依据现行规范计算和用计算机模拟两种方法下得到的加速度进行比较，进而对模拟的脉动风荷载进行合理的修正，并以此作为抗风设计的依据；其次，根据磁流变阻尼器在不同位置时的控制效果，合理地布置控制装置，在此基础上，通过对加速度的有效控制来满足结构舒适度要求；最后，对磁流变阻尼器的参数进行合理的设计，达到优化的目的。     

设置TMD,TLD控制系统的高层建筑风振分析与设计方法

本文结合我国现行风荷载规范，研究设置ＴＭＤ、ＴＬＤ控制系统的高层建筑风振分析与抗风设计的实用方法。首先，ＴＭＤ、ＴＬＤ系统的风振控制效果归并到了受控结构的内荷载折减上；其次，导出了满足舒适度标准的结构动侧移界限的相应的计算公式；第三，比较了ＴＭＤ、ＴＬＤ系统的控制效果以及分别对高层钢和钢筋混凝土结构的控制效果；最后，通过大量的计算和分析，分别确定了ＴＭＤ、ＴＬＤ系统参数的最佳取值区间以及参数之间的     

设置TMD、TLD控制系统的高层建筑风振分析与设计方法

本文结合我国现行风荷载规范,研究设置TMD、TLD控制系统的高层建筑风振分析与抗风设计的实用方法。首先,将TMD、TLD系统的风振控制效果归并到了受控结构的风荷载折减上;其次,导出了满足舒适度标准的结构动侧移界限和相应的计算公式;第三,比较了TMD、TLD系统的控制效果以及分别对高层钢和钢筋混凝土结构的控制效果;最后,通过大量的计算和分析,分别确定了TMD、TLD系统参数的最佳取值区间以及参数之间的最佳匹配关系。     

Ambient vibration studies for system identification of tall buildings

The performance of a building under wind and seismic loads depends on stiffness and mass distribution, and may be estimated using finite element codes. Experience has, however, shown that such finite element models often fail to predict accurately the fundamental natural frequencies. Usually the frequencies will be underestimated, that is the building will turn out to be stiffer than anticipated, meaning the design would usually be conservative. On the other hand, effects like torsional eccentricity and foundation compliance may not be correctly modelled, which could be less desirable. A full understanding of linear performance under lateral loads can be obtained through experimental evaluation of the vibration modes. Traditionally only a limited range of modal analysis procedures and software has been applied to civil applications and the ‘special case’ where no input forces can be measured has been the usual situation for large civil structures. Recent developments in system identification, which is the set of procedures to build mathematical models of the dynamic structural systems based on measured data, have added significantly to the potential of ambient vibration or ‘output only’ testing. The aim of the research reported here has been to apply and evaluate the procedures on typical buildings. The procedures are briefly explained and two experimental programmes are then described; a long‐term tremor monitoring exercise on a 280m office tower and an ambient vibration survey of a smaller office block. The different forms of response data are examined to study the performance of the analysis procedures and expose benefits and limitations in their use. There is a growing interest in output‐only modal analysis procedures in civil engineering. The experience reported in this paper has shown that quick and reliable estimation of mode shapes and frequencies can be obtained, even with small amounts of data. Judgement of modal participation and damping ratios requires more detailed study yet the results are at least as convincing as existing and relatively limited frequency domain methods. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

矩形高层建筑扭转动力风荷载解析模型

本文通过研究不同长宽比、高宽比的矩形棱柱体在边界层风洞中典型攻角下的扭矩，提出了矩形高层建筑扭矩功率谱密度、均方根扭矩系数和Strouhal数的经验公式，并对相干函数作了一定的探讨，建立了完整的扭转动力风荷载解析模型。该模型和试验结果吻合较好，证明它是合理有效的，可在此基础上建立高层建筑扭转动力响应频域计算方法。     

大跨度球面网壳结构的风振系数研究

大跨度球面网壳结构应用日趋广泛,其结构特点使风荷载常常起主要甚至是控制作用,风振动力响应研究日益受到关注与重视。本文讨论了网壳结构风振响应时程分析计算方法,并采用节点位移风振系数来衡量网壳结构风振特性。对角锥型双层球面网壳结构进行了不同几何参数即跨度、矢高、球壳厚度等多种情况下的位移风振系数的研究,得出该类网壳的风振系数随几何参数的变化规律,并回归出计算公式,为双层球面网壳结构的抗风设计提供参考。     

Response of tall buildings to weak long distance earthquakes

In the last decade, two tall buildings in Singapore were instrumented with accelerometers and anemometers for the original purpose of identifying the characteristics and effects of wind loading. During the monitoring it became clear that the largest acceleration responses should result from ground motions due to earthquakes having magnitudes between 6 and 8 and epicentres at least 350 km distant. The paper describes the strategy for identifying and capturing the signals from distant tremors, which depends on tracking the RMS response levels in the second vibration mode. Characteristics of some recorded signals are given. While response levels are generally small, the frequency content coincides with the range of fundamental mode frequencies for high rise residential buildings. The validity of using a tall building as a ‘weak‐motion’ seismograph is discussed by considering the mode shape of the building and the measured transfer function between basement and roof responses. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

分散滑移模态控制法在高层建筑结构抗震中的应用

分散控制与集中控制策略相比可以提高结构控制系统的可靠性。文中将分散控制和滑移模态控制算法原理相结合,导出分散滑移模态控制(decentralized sliding mode control,DSMC)算法并应用于高层结构振动控制中。该方法是将结构分解为若干个子结构,分别进行滑移模态控制。文中以某20层钢结构Benchmark模型为例,分别进行3个子结构与4个子结构的分散控制数值计算,与线性二次型最优控制(Linear quadratic optimal control,LQR)效果相比,DSMC算法可以有效地抑制结构位移和加速度反应。     

汶川地震中离震中较远地区的高层建筑的震害

汶川地震中,陕西省西安市和宝鸡市两地处于远震区。远震区高层建筑比多层建筑的震害重。这两地高层建筑的震害主要表现为砌体填充墙和隔墙普遍出现裂缝;房屋顶部附近防震缝两侧的装饰材料震损,部分混凝土构件被撞坏;楼梯间的填充墙普遍开裂等。主体结构中的混凝土梁、柱和剪力墙等承重构件一般没有可见裂缝,部分剪力墙洞口连梁及框架一剪力墙结构中的连梁出现剪切斜裂缝或弯曲裂缝。文中初步分析了震害原因,并提出了设计建议。     

高层建筑动力反应实测中测点的优化布置方法的研究

本文对高层建筑动力反应实测中测点的优化布置方法进行了研究，研究了几种表示测点布置是否最优的适应度函数，并且应用最优化计算方法来寻找测点最优或接近优化的布置。本文还通过一个高层建筑动态响应测试的实例，说明了具体的应用方法。实际计算表明，用本文方法布置测点所测得的结构动态响应结果有相当高的精度。