高層鋼結(jié)構(gòu)頂部游泳池減震作用分析.pdf

1、結(jié)構(gòu)控制是一種積極、主動(dòng)的結(jié)構(gòu)對策,為工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)設(shè)計(jì)開辟了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域.調(diào)諧液體阻尼器(TLD)屬于被動(dòng)控制范疇的吸振器減振體系.由于高層建筑頂部一般都設(shè)有消防和生活用水水箱,有些建筑物頂部還設(shè)有游泳池,可以考慮直接利用它們作為液體阻尼器來控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng);再者TLD控制系統(tǒng)具有其它一些明顯的優(yōu)點(diǎn),可以說TLD是具有現(xiàn)實(shí)意義和廣泛應(yīng)用前景的一種被動(dòng)控制系統(tǒng).該文首先引出并介紹了結(jié)構(gòu)控制的概念和分類.重點(diǎn)對TLD的概念和原理做了

2、介紹,并對TLD研究的現(xiàn)狀、進(jìn)展以及在實(shí)際工程中的應(yīng)用作了評(píng)述和總結(jié).然后,基于流體動(dòng)力學(xué)的勢流理論,建立了深水TLD在小振幅激勵(lì)作用下的液體晃動(dòng)模型.通過對該模型進(jìn)行參數(shù)分析,得到了其線性簡化計(jì)算模型.使用該線性簡化模型,利用MATLAB軟件,編程求解了TLD-單自由度結(jié)構(gòu)體系在諧波激勵(lì)作用下的動(dòng)力方程.分析計(jì)算了調(diào)諧頻率比、質(zhì)量比、外激勵(lì)頻率比、TLD液體晃動(dòng)一階振型阻尼比等參數(shù)對TLD減振效果的影響,對TLD的減震作用進(jìn)行了規(guī)律性

3、的總結(jié).使用大振幅激勵(lì)下TLD的等效非線性TMD簡化模型,建立了TLD-多自由度結(jié)構(gòu)體系在地震動(dòng)作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程.利用有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL進(jìn)行編程,對TLD的減震作用進(jìn)行了時(shí)程分析計(jì)算.共選取了6條地震記錄,分別計(jì)算了有、無實(shí)施TLD控制時(shí)的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),繪出了結(jié)構(gòu)頂部的位移反應(yīng)時(shí)程曲線和加速度反應(yīng)時(shí)程曲線.計(jì)算結(jié)果表明,利用TLD控制結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)均有一定的效果,但具體效果不僅與地震波特征周期偏離結(jié)構(gòu)自振周

4、期的遠(yuǎn)近有關(guān),還可能與地震波的其它一些頻譜特性密切有關(guān).最后,仍然使用該等效非線性TMD簡化模型以及ANSYS軟件,對一棟高層鋼結(jié)構(gòu)頂部特定形狀的游泳池,即相當(dāng)于不滿足調(diào)諧條件的液體阻尼器,對結(jié)構(gòu)的減震控制作用進(jìn)行了時(shí)程分析計(jì)算.計(jì)算結(jié)果表明,在地震動(dòng)作用下,特定形狀的游泳池對結(jié)構(gòu)均有一定的減震控制效果,但是由于游泳池作為液體阻尼器的自振周期與結(jié)構(gòu)的自振周期偏離較大,導(dǎo)致減震效果較差.與滿足調(diào)諧條件的TLD的減震作用類似,具體減震效果也