結(jié)構(gòu)TLD減震的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究及應(yīng)用.pdf

1、調(diào)諧液體阻尼器(TLD)作為一種低造價(jià)高性能的被動(dòng)減震裝置，是土木工程抗震領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于地震荷載以及TLD減震機(jī)理的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)TLD減震設(shè)計(jì)理論及方法中仍有許多問(wèn)題急待完善。為此，本文以深水TLD作為分析對(duì)象，在明確其減震基本原理的基礎(chǔ)上，著重研究了TLD減震的實(shí)用設(shè)計(jì)方法及工程應(yīng)用。主要的工作內(nèi)容包括： (1)為驗(yàn)證深水TLD對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的減震性能，進(jìn)行了土-樁-鋼框架系統(tǒng)的振動(dòng)臺(tái)模型實(shí)驗(yàn)研究。在完成剛性地基及考慮土

2、-結(jié)構(gòu)相互作用麗種地基條件下的實(shí)驗(yàn)后，明確了TLD優(yōu)良的減震性能，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，提出了TLD減震設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)一步完善的部分工作內(nèi)容。 (2)以結(jié)構(gòu)模態(tài)在安裝TLD后仍近似正交的假定為前提，采用模態(tài)疊加思想，將結(jié)構(gòu)多模態(tài)TLD減震控制簡(jiǎn)化為一組單自由結(jié)構(gòu)的TLD減震控制問(wèn)題。通過(guò)對(duì)單自由度結(jié)構(gòu)-TLD系統(tǒng)的減震機(jī)理研究及數(shù)值分析，提出了實(shí)用的TLD參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，同時(shí)給出了最優(yōu)TLD-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等效阻尼比計(jì)算方法。算例分析表

3、明，TLD實(shí)用設(shè)計(jì)方法適用于結(jié)構(gòu)TLD減震分析，且方法簡(jiǎn)明，有利于工程應(yīng)用。 (3)針對(duì)TLD設(shè)計(jì)質(zhì)量大小受到限制的問(wèn)題，提出了結(jié)構(gòu)單一模態(tài)減震的多TLD優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)算例分析，明確了多TLD減震方案的有效性及其在實(shí)際工程中的適用條件。 (4)通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)多模態(tài)聯(lián)合控制的TLD減震設(shè)計(jì)分析，提出了模態(tài)解耦結(jié)構(gòu)的TLD多模態(tài)聯(lián)合控制優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)具體算例對(duì)各方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 (5)為了發(fā)揮TLD低價(jià)高能的優(yōu)

4、點(diǎn)，提出了TLD與粘彈性阻尼器(VED)混合控制的結(jié)構(gòu)減震方案。從優(yōu)化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，解決了混合控制優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中TLD與VED相互作用問(wèn)題，并評(píng)價(jià)了混合控制方案的經(jīng)濟(jì)性。算例分析表明，混合控制方案適用于阻尼較小的結(jié)構(gòu)，在整體控制過(guò)程中，充分發(fā)揮了TLD的減震作用，節(jié)約了VED實(shí)際用量，達(dá)到了減震性能高、造價(jià)低的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)。 (6)軟土地基上的高層建筑結(jié)構(gòu)TLD減震設(shè)計(jì)過(guò)程中，土-結(jié)構(gòu)相互作用是一個(gè)突出的問(wèn)題。本文通過(guò)引入有