基于TMD类阻尼器的千米级超高层建筑风振控制研究

作     者：OSTROVNYKH ANASTASIIA 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑朝荣

授予年度：2021年

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] 

主      题：千米级超高层建筑 偏转风 风振控制 风致响应 TMD MTMD 

摘      要：综观国内外的发展,超高层建筑向千米甚至更高的高度发展已经成为今后国际建筑的发展趋势。当建筑物高度达到千米量级时,风向角会沿其高度发生变化,存在显著的偏转风效应。在结构振动控制领域,阻尼器在高层建筑风振控制中的应用是最重要的应用之一,其中调谐质量阻尼器(TMD)被认为是最简单、最合适的控制装置。为控制千米级超高层建筑的风致响应,改善其抗风性能,本文研究了TMD类阻尼器对该建筑的风振控制,主要研究内容如下:(1)采用ANSYS软件建立了某千米级超高层建筑的三维有限元模型,对其进行模态分析确定了该结构的前15阶振型与频率,最后研究了该千米级超高层建筑在偏转风TWF和无偏等效风SWF作用下的风致响应特性,分析了风向偏转对超高层建筑顶点位移、层间位移和顶点加速度的影响规律。(2)基于经典方法和Den-Hartog方法确定了千米级超高层建筑采用TMD和MTMD阻尼器的最优参数,包括质量、刚度和阻尼等。在原有的三维有限元模型中加入双TMD和双MTMD的结构分析模型,使其在结构两个主轴方向上对千米级超高层建筑进行风振控制。(3)研究了双TMD或双MTMD控制下千米级超高层建筑在偏转风和无偏等效风作用下的风致响应特性,评估了有无偏转风场中双TMD和双MTMD对结构两个主轴方向的风振控制效果。