基于FPS-MTMD装置的超高层结构抗震分析

摘要

随着我国城市化进程的不断推进，高层建筑大量涌现，如何有效地提高其抗震性能是目前亟待解决的问题。结构振动控制技术是土木工程防震减灾方向的前沿领域，其中调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD）相比于常规抗震技术，特别是由基频控制的结构响应时，具有良好的减震效果。摩擦摆多重调谐质量阻尼器（FPS-MTMD）为近年新提出的一种被动减震设备。它具备经典调谐质量阻尼器所不具有的非线性属性。通过摩擦耗能，不必专门另设阻尼且通过重力提供回复力。
　　本文以FPS-MTMD装置和加装FPS-MTMD装置的某典型框架-核心筒超高层结构为研究对象，开展系统性研究，主要内容包括：
　　（1）根据MTMD设计优化方法，研究了FPS-MTMD自身的振动特性和加设装置后结构的振动方程，并以此提供了FPS-MTMD在工程振动控制中的应用思路；
　　（2）利用有限元分析软件对某框架-核心筒超高层进行模态分析和反应谱分析，验证实际模型（未加装置结构模型）和控制模型（加装置后结构模型）的准确性；
　　（3）对实际模型与控制模型进行时程分析，以验证 FPS-MTMD在多遇地震下对结构的影响，并分析该装置在罕遇地震下对主体结构所产生的减震效果；
　　（4）对FPS-MTMD与FPS-TMD进行时程阶段的频谱效果对比，并研究了多重系统与单一系统控制频带范围的异同。最后，对FPS-MTMD的布置方法提出相关建议。

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第1章 引言

1.1 概述

1.2 结构振动控制研究概况

1.3 本文研究的目的和意义

1.4 本文内容简介

第2章 FPS-MTMD 的力学性能

2.1 FPS-MTMD的基本概念

2.2 FPS-MTMD 的力学特性

2.3 FPS-MTMD 参数分析

2.4 FPS-MTMD的设计思路

2.5 本章小结

第3章 FPS-MTMD框架-核心筒结构的基本分析

3.1 有限元概述

3.2 FPS-TMD有限元分析单元

3.3 FPS-MTMD框架-核心筒结构的基本设计参数

3.4 模态分析

3.5 振型分解反应谱分析

3.6 本章小结

第4章 FPS-MTMD减震框架核心筒动力时程分析

4.1 地震波的选取

4.2 多遇地震下的时程分析

4.3 罕遇地震下的时程分析

4.4 频谱分析

4.5 FPS-MTMD布置思路探讨

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献