結構TLD減震的優(yōu)化設計方法研究及應用.pdf

1、調諧液體阻尼器(TLD)作為一種低造價高性能的被動減震裝置，是土木工程抗震領域的研究熱點之一。由于地震荷載以及TLD減震機理的復雜性，結構TLD減震設計理論及方法中仍有許多問題急待完善。為此，本文以深水TLD作為分析對象，在明確其減震基本原理的基礎上，著重研究了TLD減震的實用設計方法及工程應用。主要的工作內容包括： (1)為驗證深水TLD對建筑結構的減震性能，進行了土-樁-鋼框架系統(tǒng)的振動臺模型實驗研究。在完成剛性地基及考慮土

2、-結構相互作用麗種地基條件下的實驗后，明確了TLD優(yōu)良的減震性能，同時根據實驗數據的分析，提出了TLD減震設計應進一步完善的部分工作內容。 (2)以結構模態(tài)在安裝TLD后仍近似正交的假定為前提，采用模態(tài)疊加思想，將結構多模態(tài)TLD減震控制簡化為一組單自由結構的TLD減震控制問題。通過對單自由度結構-TLD系統(tǒng)的減震機理研究及數值分析，提出了實用的TLD參數優(yōu)化設計方法，同時給出了最優(yōu)TLD-結構系統(tǒng)等效阻尼比計算方法。算例分析表

3、明，TLD實用設計方法適用于結構TLD減震分析，且方法簡明，有利于工程應用。 (3)針對TLD設計質量大小受到限制的問題，提出了結構單一模態(tài)減震的多TLD優(yōu)化設計方法。通過算例分析，明確了多TLD減震方案的有效性及其在實際工程中的適用條件。 (4)通過對結構多模態(tài)聯(lián)合控制的TLD減震設計分析，提出了模態(tài)解耦結構的TLD多模態(tài)聯(lián)合控制優(yōu)化設計方案，并通過具體算例對各方案進行了評價。 (5)為了發(fā)揮TLD低價高能的優(yōu)

4、點，提出了TLD與粘彈性阻尼器(VED)混合控制的結構減震方案。從優(yōu)化設計角度出發(fā)，解決了混合控制優(yōu)化設計過程中TLD與VED相互作用問題，并評價了混合控制方案的經濟性。算例分析表明，混合控制方案適用于阻尼較小的結構，在整體控制過程中，充分發(fā)揮了TLD的減震作用，節(jié)約了VED實際用量，達到了減震性能高、造價低的結構抗震設計目標。 (6)軟土地基上的高層建筑結構TLD減震設計過程中，土-結構相互作用是一個突出的問題。本文通過引入有