带裙房高层建筑地震反应控制振动台试验研究

2002年9月在香港理工大学成功地进行了带裙房高层建筑地震反应控制试验研究。设计和制作的结构模型是带3层裙房的12层高楼剪切模型,在裙房顶层与主楼之间安装单MR阻尼器形成MR阻尼器耦联结构模型。MR阻尼器采用美国LORD公司摩擦型MR阻尼器,并且选用其配套产品计算机电流控制器对其进行控制,控制系统采用德国dSPACE公司实时控制系统。对独立主楼、独立裙房和原结构模型的动力特性进行了辨识;对结构模型进行了El Centro地震动作用下的地震反应振动台试验;以作者提出的MR阻尼器半主动逻辑控制算法,对MR阻尼器耦联的结构模型进行了地震反应振动台试验。试验结果表明：用MR阻尼器耦联主楼与裙房,采用半主动逻辑控制方法进行控制,能有效抑制主楼的鞭梢效应并使主楼和裙房的地震反应减小。     

ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应的半主动控制

本文建立了用ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应半主动控制的设计计算方法,文中,在导出ER／MR智能阻尼器力学模型的基础上,建立了ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房层建筑结构地震反应的基本方程,并根据瞬时最优主动控制的原则,提出了ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑地震反应半主动控制的基于最优主动控制位移的“开关－耗能”半主动控制策略,应用本文方法对主楼20层,裙房5层的计算结构;受控地震反应的模拟计算结构表明,耦联主楼和裙房的半主动的ER／MR智能阻尼器可有效地抑制带裙房高层建筑结构地震反应的鞭梢效应,并可均匀地减小结构各层的震反应,是一种简单,方便和有效的智能控制装置。     

MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的半主动逻辑控制方法

针对MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的特点，提出了一种MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的半主动逻辑控制方法，并用此方法对12层带3层裙房的高层建筑进行了试验控制。结果表明，此种方法简单，工程实现容易。     

调质阻尼器地震反应控制应用研究

本文在结构地震反应时程分析基础上,研究调质阻尼器控制地震反应的最优参数设计方法,分析了多自由度体系的阻尼器设计以及调质阻尼器控制的失调效应．并用算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性。     

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。     

高层建筑水平地震反应阻尼器控制理论及试验研究

本文用阻尼器控制高层建筑水平地震反应，为此进行了理论分析及模型试验研究。文中首先提出一种有效的被动控制措施－阻尼筒控制系统，它构造简单，安装方梗，实用性广，阻尼筒控制系统具有显著的阻尼水平，使得施加阻尼筒控制的高层建筑具有非比例的阻尼分布，在地地震应分析中，建立了一种子空间复模态进程分析法，有效地改善了复模态方法的实际应用。在数值模拟研究中，对阻尼筒控制系统的阻尼参数及其在建筑上的安装装置进行了优     

高架桥地震反应半主动控制分析

本文探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)半主动控制算法以及考虑刚度退化的桥墩非线性计算模型，并利用Matlab语言编制的程序对其进行了数值仿真计算。结果表明，将隔震技术与利用MR阻尼器的半主动控制技术相结合，能够有效地减小高架桥的地震反应；MR阻尼器的设置位置以及结构的参数对控制效果有较大影响。考虑桥墩非线性影响将能得到更为接近实际的计算结果。     

高层建筑地震反应最优多重TLD控制

本文以坑层建筑地震反应进行了最优多重ＴＬＤ（ＭＴＬＤ）ｓ控制研究。文中阐述了ＴＬＤ系统的工作原理笔ＭＴＬＤｓ系统的参数；建立了多层结构－ＴＭＬＤｓ系统耦联体系的运动方程；分析了ＭＴＬＤｓ系统的参数对在谐波作用下多层结构动力反应的影响以及各参数之间的关系。     

磁流变调谐液柱阻尼器半主动地震反应控制研究

结构的半主动控制装置是国际上研究的一个热点.磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是一种新型的减振驱动器.文中提出了抑制结构水平振动的MR-TLCD模型,建立了MR-TLCD与结构相互作用的运动方程.在经典线性最优控制(COC)和瞬时最优控制(IOC)算法的基础上,研究了Clipped-optimal半主动控制策略的减振效果,并与被动控制的减振效果进行了对比.结果表明:磁流变式调谐液柱阻尼器的半主动控制能够有效地减小结构的地震反应,且优于被动控制.     

磁流变阻尼器在相邻建筑结构体系弹塑性地震反应控制中的应用

研究应用磁流变阻尼器连接相邻建筑结构的弹塑性地震反应控制问题。首先介绍磁流变阻尼器的力学模型,并设计了磁流变阻尼器的结构参数;其次,介绍钢筋混凝土框架结构的退化三线型恢复力模型及相邻建筑结构体系的特点,建立体系的力学模型及运动方程;最后进行半主动控制研究,设计了半主动控制器,通过算例实现了结构的半主动控制。分析结果表明,采用磁流变阻尼器连接的相邻结构振动控制是十分有效的,可避免地震中相邻结构发生磁撞损坏。     

不规则高层结构基于新型电磁惯性质量阻尼器的半主动控制

为了研究新型电磁惯性质量阻尼器(Electromagnetic Inertial Mass Damper,EIMD)应用于偏心高层结构振动控制工程的可行性,鉴于半主动控制技术的优点,基于LQR主动控制算法,提出一种可行的EIMD-偏心高层结构半主动控制策略,同时研究EIMD在结构每层中安装位置不同对于控制偏心高层结构扭...     

用主动调频质量阻尼器控制高层建筑的风致振动

本文提出了用于高层建筑风振动控制的主动调频质量阻尼器（ＡＴＭＤ）设计的一种简单方法。从ＴＭＤ的工作原理出发,在物理意义上显式定义主动控制力的构成,基于结构的ＳＤＯＦ模型和广义脉动风力的高斯白噪声假定,在频域的以最小化结构顶层位移方差为设计目标,对控制力增益进行参数优化,得出控制力增益的封闭解,文中提出了以维持ＴＭＤ行程恒定为目标进行参数选择的设计方案,一超高层建筑作为算例给出,数值分析表明,所设计     

大跨度悬索桥环境振动的双向TMD控制

对带有双向ＴＭＤ系统的大跨度悬索桥进行了空间非线性时程响应分析,探讨了ＴＭＤ参数对抑振效果的影响,分析结果显示,ＴＭＤ能够增大结构的表观阻尼,有较大的能量耗散作用,加速振荡的衰减,有效地抑振结构的振动,这表明,用ＴＭＤ技术对大跨度悬索桥的环境振动实施被动控制是一个有效的方法。     

基于结构台阵记录的地震响应分析

为了研究土-结构相互作用对高层建筑地震响应数值模拟的影响．选择一栋具有地震观测记录的高层建筑（结构台阵）作为研究对象．利用Abaqus有限元软件和2009年姚安地震加速度记录,并假定了水平成层和有倾角成层的2种土介质模型．进行土-结构动力反应分析。结果表明：有倾角成层土-桩-结构相互作用模型的计算结果与观测资料相比有明显的放大现象,在NS方向体现的更加明显。这说明,就高层建筑的抗震分析而言,土介质模型对计算结果影响很大,在进行地震作用下土-结构地震响应分析时．土层模型应尽可能与真实土层相符。否则其计算结果会产生较大误差。     

基于磁流变阻尼器与弹性基础隔震耦合建筑的地震响应分析

为了减少地震时相邻建筑间相互撞击造成严重的结构损坏,运用Lyapunov法作为控制算法进行稳定性分析和控制器设计,对半主动控制以及两种混合控制方案性能进行了对比分析,经过研究发现,混合控制策略在缓解地震响应方面比半主动控制更有效。选取适当的混合控制能够减少支座位移,从而有效防止冲击。另外,通过参数学习发现增加隔震阻尼和强度会导致基础剪力增加和支座位移减小,选择适当的参数值,能够保证响应限定在一定范围内。     

高层钢结构建筑横向支撑地震动力响应分析

为测试高层钢结构建筑抗震性能,在有限元模型中以某高层钢框架结构办公大厦作为研究对象,测试其横向支撑地震动力响应状况。选取地震峰值加速度为200 cm/s^2的El-Centro波作为地震波输入,采用瞬态动力方法分析不同楼板厚度下建筑地震模拟响应,得到建筑顶层位移时程曲线;在SAP2000结构软件中分析建筑工程添加横向支撑前后的反应谱,记录各楼层垂直与水平方向位移与层间位移角。得到如下结果:高层钢结构建筑在地震响应下产生的位移不随楼板厚度的增加而增大,楼板厚度为100 mm、170 mm时位移波动显著;添加横向支撑后,建筑水平刚度显著提升,同理,添加横向支撑后横向层间位移角的最大值变化较大,且低于1/250,符合相关建筑标准。     

高层建筑桁架转换层地震反应线性分析方法研究

为探究高层建筑桁架转换层地震作用下的动力反应情况,采用SAP2000程序中平面壳单元和杆系单元对高层建筑桁架转换层进行有限元建模,采用模态分析法和地震反应谱分析法对高层建筑桁架转换层结构进行地震反应分析,结果表明:高层建筑中桁架转换层前8阶振型对自振周期影响较大,分析高层建筑桁架转换层地震作用反应时,主要采用前8阶振型振型,且桁架转换层及其上、下层间容易出现层间位移角突变现象,桁架转换层极易发生位移集中,是高层建筑的脆弱部分,应加强高层建筑桁架转换层设计,提升建筑安全性。     

Optimal design and performance evaluation of systems with Tuned Mass Damper Inerter (TMDI)

The paper concerns the optimal design and performance evaluation of a Tuned Mass Damper Inerter (TMDI) to reduce dynamic vibrations. The system exploits properties of the inerter, a two‐terminal mechanical device able to produce a force proportional to the relative acceleration between terminals, with the ability of generating an apparent mass even two orders of magnitude greater than its own physical mass. A primary single‐degree‐of‐freedom structure is equipped with a classical linear Tuned Mass Damper (TMD), the secondary structure, whose mass is connected to the ground via an inerter. The optimal design of the TMDI is conducted by assuming a white noise process as base input and utilizing three different design methodologies: displacement minimization, acceleration minimization and maximization of the ratio between the energy dissipated in the secondary system and the total input energy. Optimal results obtained with the different methodologies are carried out and compared. Two limit cases are also considered when the inerter is not contemplated: conventional and non‐conventional TMDs, characterized by a low and a large mass ratio, respectively. The TMDI performance is evaluated and compared with conventional and non‐conventional TMDs; moreover, its robustness is assessed with a sensitivity analysis varying the design parameters. Attention is focused not exclusively on the primary structure response but also on the secondary one. Finally, the effectiveness of the optimally designed TMDI is evaluated having considered earthquake base excitation. Results demonstrate the effectiveness of TMDI systems for dynamic response reduction with superior performances and robustness than classical TMDs. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

高层抗震结构造价的改进控制模型研究——基于一恢复重建高层的实例分析

采用WSR模型分析建筑工程抗震结构造价控制问题时,存在造价控制效果差的弊端。通过设计的高层建筑工程抗震结构造价控制模型构建造价控制的递阶层次结构,获取高层建筑工程造价控制的多种方案,从多种方案中通过三标度法和权重向量法获取造价控制的最优方案;另外采用质量量化QoS调度方法进行高层建筑工程造价效益控制约束均衡设计,以获取最优方案中高层建筑工程抗震结构造价控制的结果。实验结果表明,所设计模型可有效分析高层建筑的质量化特征,可改进控制高层抗震结构工程造价,预估消耗成本可控制在1.8万元以下,且分析耗时均值为0.15 h,具有节省成本和效率快的优势,控制效果较好。     

考虑速度脉冲型地震动的实际高层隔震结构地震响应研究

针对昆明市某99.7 m高层剪力墙隔震建筑,使用90组非脉冲与速度脉冲型地震时程,按震中距及有效持时分别分为7类与6类后,对其结构进行中震及大震作用下的快速非线性分析。结果表明:(1)中震时,该结构非脉冲层间剪力与倾覆力矩均小于脉冲数值,且其比例随楼层增加而增大;(2)大震时,速度脉冲对支座应力及位移的平均放大效应可达1.23~2.44倍,同时时程震中距为(50 km,70km],或有效持时为(40 s,50 s]时支座受脉冲作用放大效应影响最大;(3)结构边缘的橡胶隔震支座拉应力、压应力、天然橡胶支座水平剪切力等受脉冲作用的影响更为明显。