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作者： nayan deep tiwari 汕头大学

学位级别：硕士

建造高层结构使用轻质高强的材料和先进的工程技术是当前趋势,因此结构刚度和阻尼比较小。因此,这些结构对动力作用(如风和地震)激力变得非常敏感,并且可能导致严重的振动,从而引起结构损坏和居住者的不适。所以,振(震)动控制至关重要... 详细信息

建造高层结构使用轻质高强的材料和先进的工程技术是当前趋势,因此结构刚度和阻尼比较小。因此,这些结构对动力作用(如风和地震)激力变得非常敏感,并且可能导致严重的振动,从而引起结构损坏和居住者的不适。所以,振(震)动控制至关重要。最常用的振动控制技术是安装被动控制设备,例如调谐质量阻尼器(TMD),以减少主体结构的振动。液体阻尼器(例如调谐液体阻尼器(TLD)和调谐液柱阻尼器(TLCD))是TMD的特例,其阻尼器质量被液体(如水)代替。TLCD依靠U形容器中液柱的运动来消耗作用在结构上的能量。被动控制装置的缺点为阻尼器的质量较大,并且其调谐频率需与主结构的自振频率一致。为克服以上缺点,本文研究了新型阻尼器TLCDI和SMA-TMDI,将其应用于减轻动力作用引起的结构响应。惯容器是一种双末端机械装置,利用其质量放大效应并产生与末端相对加速度成比例力。SMA的两个显著的特性是形状记忆效应和超弹性。本论文的第一部分(第一章)介绍了研究背景,文献综述和研究动机以及本研究的目的。第2章和第3章分别讨论了TLCDI和SMA-TMDI在控制SDOF结构和链接的SDOF结构系统的地震响应。其主要内容如下:(1)提出了TLCDI和SMA-TMDI控制结构系统的数学模型。(2)使用等效线性化方法求解非线性运动方程。基于等效线性化方法,推导了受控制建筑结构响应的表达式,并在稳态激励下进行了受控制结构的参数分析。(3)进行了多目标参数优化,得到了TLCDI和SMA-TMDI控制系统在平稳白噪声激励下的最优参数和响应。(4)在平稳白噪声激励、非平稳激励和被记录的地震作用下,对TLCDI和SMA-TMDI系统的最佳性能进行了评估。将TLCDI和SMA-TMDI的控制性能分别与常规TLCD和TMDI控制性能进行了比较。结果表明:与传统的TLCD和TMDI系统相比,基于惯容器的TLCD和基于SMA的TMDI在减轻SDOF结构和连接SDOF结构方面表现出更好的性能。最后,第4章介绍了本文研究工作结论和未来的研究方向。

关键词：调谐液柱惯容阻尼器形状记忆合金多目标参数优化平稳激励非平稳激励

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单重和多重调谐质量惯容阻尼器控制连体超高层建筑风振响应比较研究

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建筑结构学报 2021年第4期42卷 25-34页

作者：王钦华雷伟祝志文 tiwari nayan deep 汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063 汕头大学广东省结构安全与监测工程技术研究中心广东汕头515063 广东省高等学校结构与风洞重点实验室广东汕头515063

连体超高层建筑因存在强烈的气动干扰,在强风下可能会出现大幅相对振动,调谐质量惯容阻尼器(TMDI)是一种振动控制装置,其惯容器两端的相对加速度较大时,TMDI振动控制效果较好。结合两者各自的特点提出了多重调谐质量惯容阻尼器(MTMDI)... 详细信息

连体超高层建筑因存在强烈的气动干扰,在强风下可能会出现大幅相对振动,调谐质量惯容阻尼器(TMDI)是一种振动控制装置,其惯容器两端的相对加速度较大时,TMDI振动控制效果较好。结合两者各自的特点提出了多重调谐质量惯容阻尼器(MTMDI)控制连体超高层建筑的风振响应,两个TMDI分别控制两栋建筑各自的一阶自振频率。首先建立了MTMDI控制连体超高层建筑风致响应数学模型,然后开展了某连体超高层建筑的刚性模型同步测压风洞试验;最后,基于该数学模型和测压风洞试验结果分析了该连体建筑在分别安装两个和单个TMDI对风振加速度和位移响应的减振效果。研究结果表明:虽然两个TMDI的总质量和总惯容量比单个TMDI相应的参数小,但两者的减振效果基本相同,两者都能有效地减小两栋建筑在各个风向角下的加速度响应,如在270°风向角下,安装TMDI后两栋建筑顶层加速度响应分别减小了37.5%和50.0%;对于位移响应,两者都可以减小高栋建筑的响应,其对低栋建筑在少部分风向角下的减振效果并不理想。

关键词：连体超高层建筑多重调谐质量惯容阻尼器(MTMDI) 振动控制风洞试验风致响应

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