用于高层结构减振的调频液体阻尼器研究

摘要

被动控制装置调谐液体阻尼器(TLD)被引入到建筑结构上,在风致振动方面获得了很好的控制效果,由于地震动反应比较复杂,导致在这方面的研究还不完善,仍有许多问题尚待解决。
　　通过对TLD-结构体系有限元模型分析,研究TLD的减振规律。尝试用有限元分析的方法模拟TLD中流体与结构的耦合作用,分析流固耦合水箱的减振机理,发现对于自振周期太小(小于1s),且自重较大的一些结构,不利于TLD的应用,通常这样的结构会导致水质量过大,水箱个数过多,增加建造成本。
　　利用ABAQUS分别建立Housner简化模型和流固耦合模型,证实流固耦合模型是可靠的。
　　研究影响地震作用下TLD系统的减振因素,设计不同工况,分析发现:结构顶部位移减振量随着水质量的增加而增加,质量比在1.5％-3%时,减振率可达到15%-30%;TLD系统水箱中水的晃动频率接近或稍小于建筑物自振频率时,TLD系统的控制效果最优;地震波的卓越周期与结构的自振周期接近时减振效果好,有利于防止共振破坏;TLD水箱质心在竖直方向与结构质心共线时,减振效果最优。
　　把结构原有的消防水箱设计成TLD系统,研究结构在不同地震级别中的顶部位移时程响应,发现TLD系统不仅在多遇地震作用下对结构顶部位移有良好的减振保护,而且在大地震中也可以实现。与传统的减振耗能装置相比,TLD系统在地震作用下可以提供持续不断的减振力,震后自动恢复,其方便实用性是传统的减振耗能装置无法比拟的。

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1 综述

1.1 调频液体阻尼器简介

1.2 TLD减振控制的工程应用

1.3 课题研究的目的、意义及主要工作

1.4 本章小结

2 TLD对结构减振控制的原理及方法

2.1 TLD减振原理

2.2 TLD系统的分析方法

2.3 已取得的TLD主要研究结论

2.4 本章小结

3深水矩形TLD系统的研究

3.1 结构资料

3.2 地震波选取

3.3 TLD水箱研究

3.4 TLD计算模型

3.5 本章小结

4 地震作用下TLD 减振因素分析

4.1 质量比变化对TLD系统控制效果的影响

4.2 频率比变化对TLD系统控制效果的影响

4.3 不同地震波对TLD系统控制效果的影响

4.4 TLD系统水箱位置不同对控制效果的影响

4.5本章小结

5 基于消防水箱的TLD系统分析

5.1 TLD水箱设计参数

5.2 TLD系统控制时结构动力响应时程分析

5.3本章小结

6 结 论

6.1 主要研究工作及结论

6.2 后续研究工作及展望

参考文献

在学研究成果

致谢