风振控制

摘要： 5G通信时代的到来对通信铁塔结构可靠性提出了更高要求.为控制铁塔风致振动,以工程中某35 m高通信铁塔为研究对象,根据实际场地条件,基于线性滤波法生成风速时程,分别计算铁塔在规范风荷载和时程风荷载下的结构响应,并对比验证;最后引入TMD装置对铁塔进行风振控制设计与研究.结果表明,通过线性滤波法生成风速时程并计算通信铁塔风致响应,与规范风荷载计算结果吻合度很高;同时,建议该通信铁塔采用环形三向TMD装置,且在推荐的TMD设计参数下,2种典型工况的塔顶位移控制效果可分别达到11.85%和12.01%,其基底剪力控制效果可分别达到10.26%和10.18%。

摘要： 高层建筑由于自振周期长、阻尼小,其高柔的特征使其对风荷载特别敏感,风荷载是沿海地区超高层建筑的主要水平控制荷载,因此在强/台风作用下,其抗风设计须在满足规范安全要求的前提下,同时又要经济实用和结构性能高效,为此,开展高层建筑抗风优化和风振控制方面的研究具有十分重要的现实意义。该文在对高层建筑抗风优化设计和风振控制研究现状做简要介绍的基础上,首先根据风荷载的特点,着重研究了考虑风速风向联合概率分布和基于可靠度及性能化的高层建筑抗风设计方法,采用最优准则法,以结构的总重或总造价为目标函数,以顶部位移、层间侧移以及顶部风致加速度为约束条件,对高层建筑结构杆件截面抗风优化设计的相关问题进行了研究。同时为提高基因遗传智能优化算法的收敛速度和获得最可能优化解,该文提出了传统基因遗传的改进算法(如基于改进罚函数及分级遗传算法)用于结构抗风优化设计。在结构拓扑抗风优化方面,则主要引入分层优化的概念,对变密度法和改进动态进化率的双向渐进拓扑优化方法,应用于抗风结构的拓扑构型优化算法进行了相关研究。通过实例分析验证了上述结构抗风优化算法的高效和正确性。在风振控制方面,该文结合摩擦摆系统和调谐质量阻尼器各自的优点,提出了摩擦摆调谐质量阻尼器(FPS-TMD)被动控制系统,对其力学和动力特性,以及高层建筑顶部带FPS-TMD系统的风振控制理论,进行了相关研究。以结构控制第三代Benchmark模型为实例,研究顶部带FPS-TMD系统的高层建筑风振控制效果,同时结合该文开发的基于小型电振动台的实时混合实验测试平台,采用风振控制实时混合实验结果与理论模拟计算结果的对比,验证了该文提出的FPS-TMD被动控制系统,应用于高层建筑风振控制的有效性。

摘要： 将惯容元件与安装在连体超高层建筑各自原有的水箱串联组成多调谐液柱惯容阻尼器(MTLCDI),用于控制连体超高层建筑的风振响应。MTLCDI不仅发挥水箱供水和消防的功能,还利用惯容元件的质量放大效应使其在实际质量较小的情况下有效控制主体结构的风致响应。建立了MTLCDI控制连体超高层建筑风振响应的非线性运动方程,用等效线性化方法讨论该方程的解;结合测压风洞试验,以某一连体超高层建筑为工程实例分析MTLCDI的振动控制效果;将MTLCDI控制效果与单、多调谐质量惯容阻尼器(TMDI,MTMDI)、单调谐液柱惯容阻尼器(TLCDI)的控制效果进行比较。结果表明:与其他3种阻尼器相比,MTLCDI能有效减小连体超高层建筑的风致加速度响应、脉动位移响应和层间位移角,还兼具有效利用建筑物各自水箱和节省安装空间的优势。研究结果为连体超高层建筑风振控制设计提供参考。

摘要： 风荷载对超高层建筑结构的安全性和舒适性有着重要的影响,研究超高层结构风振控制方法具有较大的工程实用价值.本文选用一栋高304.2 m且带有伸臂加强层的超高层建筑作为算例,设置调谐质量阻尼器、伸臂加强层阻尼体系以及两者混合控制的方案进行三维有限元建模计算,对比不同控制方法的控制效果.结果显示:调谐质量阻尼器的控制效果较其他方案稍弱,设置伸臂加强层阻尼体系和混合控制方案都能显著降低结构的风振响应,混合控制方案仅从控制效果方面来看在所给的四种方案中最优.

摘要： 多阶梯被动变阻尼装置(multi-stage passive variable damping device,MPVDD)能够随外部激励速度变化机械式实时改变阻尼系数,同时不需要外部能量供给和反馈控制,与粘滞阻尼器相比,MPVDD耗能效果明显。在不同阶数MPVDD控制下的高层结构响应控制效果分析表明,多阶梯被动变阻尼装置出力范围大,可用于风振控制。根据风振分析结果提出了针对多阶梯被动变阻尼装置的风振控制性能水准和性能指标,以及多阶梯被动变阻尼装置高层建筑风振控制性能化设方方法,该设计方法可以对不同重现期的风荷载激励下的结构响应针对性设计,最后通过工程实例设计给出了完整的设计过程,从而证明了该方法对高层建筑风振控制的有效性和可行性。

摘要： 文章以某钢结构观景塔为例,对应用粘滞流体阻尼器的高柔结构进行风振响应控制分析.通过MATLAB模拟生成脉动风时程,采用"等效静风荷载法"对安置了粘滞流体阻尼器的观景塔进行风振响应分析,结果表明安装了阻尼器后,可以有效降低结构在风振激励下的水平振动,满足舒适度要求.

摘要： 为了提高桥梁结构的抗风性能,强化桥梁主体结构的安全性与稳定性。文章结合实际在阐述桥梁结构风振影响因素的基础上,对桥梁结构控制风振思路以及设计要点进行总结分析,希望探讨后可以给同类工程提供借鉴。

摘要： 超高层建筑中常用的风振控制措施主要包括调频减振系统和黏滞阻尼系统。系统地阐述了两种方案的基本原理、工程适用性以及参数取值,并结合实际项目较为全面地对比了其抗风性能。虽然调频减振系统在建筑功能的适应度上和施工可实施性上都存在一定的不足,但作为结构风振控制措施仍不失为一种可取方案。黏滞阻尼系统不但可以提升结构在风荷载下的舒适度,还能提升结构在风荷载和地震作用下的刚度和强度,适应了结构应对不同抗风设防水准的性能需求。结合高效的连接形式,黏滞阻尼系统是一种适用于高层、超高层建筑抗风的高性能且经济的减振控制措施。

摘要： 发电厂中新型脱硫排烟一体式钢塔属于复杂的高耸薄壁结构,由于顶部截面突然变细,风荷载作用下极易产生较大振动,为了减小风致振动,提出了适用于脱硫排烟一体式钢塔的调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)减振方案.基于流固耦合理论,建立了结构场与流场计算模型,成功利用数值风洞方法计算了有无TMD结构的风振响应,并通过现场风振监测对数值方法的可靠性进行了验证.结果 表明,该脱硫排烟一体式钢塔振型以局部或整体的平动、转动、屈曲与扭转为主,通过在塔体顶部设置TMD,位移动力响应最大值降低41％,均方根值降低75％.频谱分析表明,结构安装TMD后部分低频振型被激起,同时主频率对应的动力响应大大降低,TMD对于该脱硫排烟一体式钢塔可以起到较好的减振效果,为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考.

摘要： 本文围绕复杂高耸结构的风振控制技术开展研究.首先,建立有限元模型对某复杂高耸结构进行了模态分析,获取了结构动力特性;随后,模拟了结构三维风场,开展了结构风致振动时域分析,探讨了结构响应分布规律;最后,利用结构消防水箱,设计了调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD),对比分析了减振结构的风致振动响应.结果表明,设置TMD后结构响应空间分布规律变化较小,且装置仅能对1阶模态对应响应能量起到衰减作用.较好的减振效果出现于风向角为270°时,响应最大可衰减30.05％.

摘要： 该文以内蒙古白云鄂博某1.5MW风力发电机塔筒为研究对象,根据线性滤波法模拟生成风力发电机暴风风况瞬时风速时程,利用模拟得到的瞬时风速对风力发电机塔筒进行风致响应分析,应用调谐质量阻尼减振技术(TMD)对风力发电机塔筒进行暴风风况下的风振控制研究.结果表明:风力发电机塔筒顶部的动力响应具有较强的随机性和波动性;TMD对风力发电机塔筒具有较好的风振控制效果,总体上TMD对风力发电机塔筒的风振控制效果随着质量比和阻尼比的增大而增加,最后趋于稳定.文章给出了设计中质量比、阻尼比及频率比的取值建议.

摘要： 赤石大桥位于厦（厦门）蓉（成都）高速湖南省汝城至郴州高速公路段。主桥为四塔五跨预应力混凝土斜拉桥，以在建的厦蓉高速湖南段汝郴高速公路赤石特大桥为工程背景,针对复杂山区高墩大跨桥梁施工期风振控制进行研究,主要进行了复杂山区地形桥位风特性实测、高墩大桥桥梁施工期风致振动响应计算与控制以及风振控制措施性能现场实测研究.结果表明:复杂山区地形桥位风分布具有不均匀性;采取“下拉索+TMD”施工抗风措施可以有效降低桥梁结构风致振动响应;该施工抗风措施减振效果计算值与现场实测结果总体吻合较好.

摘要： 基于风荷载数值模拟,对体育场挑篷结构进行时程分析,获得结构风振响应.由于结构在风荷载作用下产生较大的振动,本文采用粘滞阻尼器对结构的风振响应进行控制.结果表明,设置粘滞阻尼器后,结构节点位移、加速度和杆件轴力都得到了明显的控制,且竖向加速度控制效果明显,可见粘滞阻尼器在大跨挑篷结构中的风振控制作用是显著的.同时对粘滞阻尼器在挑篷结构中的减振控制进行了参数研究.

摘要： 超高层建筑主要使用钢-混凝土混合结构；随着建筑结构高度的增加，巨型框架和巨型支撑应用较多；超高层建筑结构设计技术不断发展，新型设计技术主要包括气动优化技术、风振控制技术、耗能减震技术、高性能材料以及数字化技术。

摘要： 随着建筑物高度的增加,高层建筑结构的刚度和阻尼变得越来越小,导致结构地震和风振效应愈加明显.加强层阻尼体系作为一种新型的耗能减振系统,将加强层与外框架柱断开,利用两者之间较大的位移差来布设粘滞阻尼器,具有非常良好的减振效果.本文在前人研究基础上，考虑核心筒剪切变形及周边框架作用，提出了带单个伸臂加强层阻尼体系的新的简化模型，通过对该体系进行参数分析和在风振作用下的减振效果数值模拟与分析，得出:加强层阻尼体系对于位移、速度、加速度及层间位移角均有非常良好的减振效果。该体系对速度和加速度控制效果优于位移控制效果，实际工程应用应充分利用这一特性来减小结构加速度反应，提高高层建筑舒适度。加强层阻尼体系对加速度的控制作用有一定范围限制，应尽量安装在结构上部靠近顶层位置，以有效减小结构顶层加速度。

摘要： 广州西塔(GWT)、深圳京基100(KK100)和天津高银117大楼(TJ117)是位于不同地域和外形特征不同的超高层建筑,其建筑高度分别为432.00、441.80 m和596.25 m,风荷载和居住者的舒适性是影响这3栋建筑结构设计的重要因素.采用模型的风洞试验方法分析对比这3栋超高层建筑的气动荷载特性,采用局部空气动力学措施(LAS)对其风振响应和风致荷载进行控制,并和采用调质阻尼器(TMD)方法的控制效果进行比较.结果表明:TJ117具有最佳的气动外形,GWT相比最差是由于其在敏感风向斯托罗哈数最高导致在100a重现期风速处于涡激共振状态,从而使得采用LAS在GWT上的减振效果最好,且在控制风致荷载上LAS的控制效果甚至要略好于TMD方法,LAS对于GWT的10a重现期加速度的控制在无干扰情况下可以接近TMD的控制效果,即使受到东塔干扰作用,其控制效果仍可达到TMD控制效果的40.5％,相比TMD实施所需的高成本,LAS是一种较为经济易行的方法.

摘要： 针对高耸结构风振控制的优化设计开展研究.首先,根据高耸结构和环形调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)的特点,建立高耸结构环形TLD控制的动力学模型.随后,基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ),直接以环形TLD的几何参数为设计变量,以结构响应和阻尼器行程为目标,建立高耸结构风振控制多目标优化设计方法.最后,针对某高耸结构的风振控制问题,编制程序对其进行环形TLD优化设计的研究.研究表明,该方法是一种高效的高耸结构环形TLD优化设计算法,设置种群数和进化代数为30以上,即能够在满足约束条件的前提下快速、有效地得到Pareto最优解集,方便工程师从中选择符合实际需要的最优解并完成设计.

摘要： 研究了多重调谐质量阻尼器MTMD对北京奥林匹克公园中心演播塔在脉动风作用下风振响应的振动控制效果。基于随机振动理论，利用Shinozuka方法对该塔的脉动风荷载进行数值模拟，得到了6条脉动风荷载时程曲线;利用有限元软件SAP2000建立了该塔的三维模型，并对该塔进行了动力特性分析，将该塔的三维空间模型简化为二维模型;在此脉动风荷载作用下，二维模型的计算结果和SAP2000三维空间模型的计算结果相吻合，从而验证了二维模型的正确性和可靠性，而且利用二维模型进行减振控制研究，有效地节省了计算时间;利用6条脉动风荷载时程曲线，对该塔的风振响应进行了MTMD振动控制研究，以该塔顶层的风振响应为优化目标，对MTMD的参数进行了优化研究。结果表明。该塔的加速度风振响应超过了规范的容许值.设置MTMD后该塔的风振加速度响应有明显的减小;最优参数的MTMD对该塔的风振加速度响应和位移响应的减振率分别为29.5%和45.7%。MTMD吸收了大量的能量，对该塔的风振响应有明显的控制作用。

摘要： 本文介绍了采用主动控制的主被动复合控制(HMD)技术对广州新电视塔风振响应进行混合控制的分析策略.首先建立了广州新电视塔的简化计算模型.比较简化模型与实际三维精细有限元模型的反映程度.然后推导出基于一种改进的主模态降阶法.对简化模型进行进一步降阶.以方便控制器的设计.最后对选取4个最不利的风攻角.对广州新电视塔进行风振的混合控制仿真分析.计算结果表明：采用HMD控制对广州新电视塔进行混合控制减震效果良好.主塔的风振响应与无控及TMD控制的结构相比，有不同程度的减小.

摘要： 本申请公开了一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构与减振控制结构；隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；第一套筒装于隔材上；第一转轴设于第一套筒上；第二套筒设于第一转轴上；第二转轴设于第二套筒上；结构主体设置于第二转轴上；结构主体内部设有空腔；隔板设置于空腔内，空腔内装有液体；伸缩杆装于结构主体上，且输出端与隔板连接，用于带动隔板活动；主控器设于结构主体上，且与杆电连接，用于控制伸缩杆的输出端伸缩；传感器设于输电塔的隔材上，且与主控器电连接。本申请可以实时实现对不同风速下输电塔的半主动减振控制。

摘要： 本发明公开一种输电线路导线风振抑振控制系统，包括：机械承载系统，用于将所述输电线路导线风振抑振控制系统安装在输电线路杆塔上；液压俘能系统，用于将输电线路杆塔上的导线的振动动能转化为液压能再以转动动能输出，同时降低导线的振动幅度；转换蓄能系统，用于将所述液压俘能系统输出的转动动能转换为电能存储；在线监测系统，用于监测导线的振动幅度，当导线振动幅度过大时发送警报信息。本发明结构相对简单，安全可靠，既能对导线风振进行抑振，也能够利用截留的振动能量为在线监测系统提供电能，使运维人员时刻了解现场情况。

摘要： 本发明涉及一种电力塔架钢管构件涡激风振的防振锤控制方法，所述防振锤包括锤头和钢绞线；所述方法包括以下步骤：确定钢管构件一阶固有振动频率；确定防振锤的一阶自振频率；匹配所述振动频率和自振频率；将所述防振锤设置在所述钢管构件上。所述方法对钢管构件涡激风振的控制效果显著。防振锤的选型计算简单，在现有塔架结构上安装实施简便，能够提高结构的安全性和经济性。

摘要： 本发明提供了一种用于抑制风电机组轴系扭振的扭转载荷控制器及控制方法，该控制器以扭转角速度作为反馈量，扭转角速度的给定是一个与风轮转速和风轮加速度相关的量，二者的偏差通过PI调节器，并经过限幅后作为控制器输出，控制器输出叠加在发电机转矩给定上，其中对扭转载荷控制器中的PI调节器的参数进行了设计，对扭振抑制中扭转角速度的目标给定进行了优化设计。本发明可行性高、应用性强，并能一定程度上加快最大功率跟踪。

摘要： 本发明公开了一种减振抗风支座及减振抗风方法。减振抗风支座包括下座板、中座板、上球型支座板、阻尼器和碟形弹簧，阻尼器安装在中座板和上球型支座板之间；碟形弹簧安装在阻尼器与中座板之间；所述上球型支座板的上部为长方体形、圆柱形或正方体形等形状，下部为半球状；中座板的顶面设有与上球型支座板下部形状相配合的球面结构。通过在上球型支座板和中座板之间设置阻尼器来实现减振抗风支座的减振耗能，减小桥梁结构的风荷载作用；通过上球型支座板与中座板的球面结构来实现支座的转动功能。本发明可以适应桥梁结构更大的位移需求；具有大转角功能，能实现减振耗能，减小或减弱桥梁结构的风荷载作用。

摘要： 本申请公开了一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构与减振控制结构；隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；第一套筒装于隔材上；第一转轴设于第一套筒上；第二套筒设于第一转轴上；第二转轴设于第二套筒上；结构主体设置于第二转轴上；结构主体内部设有空腔；隔板设置于空腔内，空腔内装有液体；伸缩杆装于结构主体上，且输出端与隔板连接，用于带动隔板活动；主控器设于结构主体上，且与杆电连接，用于控制伸缩杆的输出端伸缩；传感器设于输电塔的隔材上，且与主控器电连接。本申请可以实时实现对不同风速下输电塔的半主动减振控制。

摘要： 本发明公开一种输电线路导线风振抑振控制系统，包括：机械承载系统，用于将所述输电线路导线风振抑振控制系统安装在输电线路杆塔上；液压俘能系统，用于将输电线路杆塔上的导线的振动动能转化为液压能再以转动动能输出，同时降低导线的振动幅度；转换蓄能系统，用于将所述液压俘能系统输出的转动动能转换为电能存储；在线监测系统，用于监测导线的振动幅度，当导线振动幅度过大时发送警报信息。本发明结构相对简单，安全可靠，既能对导线风振进行抑振，也能够利用截留的振动能量为在线监测系统提供电能，使运维人员时刻了解现场情况。

摘要： 本发明涉及一种电力塔架钢管构件涡激风振的防振锤控制方法，所述防振锤包括锤头和钢绞线；所述方法包括以下步骤：确定钢管构件一阶固有振动频率；确定防振锤的一阶自振频率；匹配所述振动频率和自振频率；将所述防振锤设置在所述钢管构件上。所述方法对钢管构件涡激风振的控制效果显著。防振锤的选型计算简单，在现有塔架结构上安装实施简便，能够提高结构的安全性和经济性。

摘要： 本发明提供了一种用于抑制风电机组轴系扭振的扭转载荷控制器及控制方法，该控制器以扭转角速度作为反馈量，扭转角速度的给定是一个与风轮转速和风轮加速度相关的量，二者的偏差通过PI调节器，并经过限幅后作为控制器输出，控制器输出叠加在发电机转矩给定上，其中对扭转载荷控制器中的PI调节器的参数进行了设计，对扭振抑制中扭转角速度的目标给定进行了优化设计。本发明可行性高、应用性强，并能一定程度上加快最大功率跟踪。

摘要： 一种用于控制变电站避雷针风振响应的挂索减振装置，在避雷针杆身上安装若干柔性挂索装置，该柔性挂索装置和避雷针杆身平行。所述柔性挂索装置包括挂索和上下布置的横向短支杆，该横向短支杆一端和避雷针杆身刚性连接，另一端可调节地连接挂索的两端。本实用新型与传统减振阻尼器相比，具有材料易得、构造简单、便于安装维护、成本低、不过度改变避雷针结构外形的特点，尤其适用于既有变电站避雷针结构的减振改造。