附加不同形式调谐质量惯容系统的高耸烟囱轻量化减震控制

作     者：张力 张瑞甫 薛松涛 谢丽宇 

作者机构：同济大学土木工程学院土木工程防灾国家重点实验室 日本东北工业大学建筑系 同济大学土木工程学院结构防灾减灾工程系 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目（51978525） 政府间国际科技创新合作重点专项（2021YFE0112200） 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室重点专项（2020EEEVL0401,2019EEVL03） 

主　　题：烟囱 惯容 多模态控制 调谐 

摘      要：附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法，然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间，为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统（TMIS）控制高耸烟囱的地震响应，以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减震目标。同时，考虑烟囱高阶模态对其地震响应不容忽视的影响，提出沿烟囱高度布置的分布式TMIS以实现多模态控制效果。建立了基于两种不同惯容子系统的TMIS力学模型及相应的附加分布式TMIS烟囱运动方程。以金井清谱为随机地震激励输入，并基于改进的定点理论建议了分布式TMIS的部分设计参数简化假设，提出了基于需求的分布式TMIS烟囱结构多模态优化设计方法。通过实例验证了所建议设计方法的有效性，并对比检验了分布式TMIS的轻量化及多模态控制效果，通过参数分析检验了所采用的改进定点理论简化的合理性。结果表明：所建议的设计方法可以按照预定目标发挥两种分布式TMIS的减震性能，两种分布式TMIS均显示了明显的轻量化减震效果。