新型伸臂加強層阻尼體系的風(fēng)振控制研究.pdf

1、隨著建筑物高度的增加，建筑結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼變得越來越小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)地震和風(fēng)振效應(yīng)愈加明顯。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計通過設(shè)置加強層等增加結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的方法來抵御地震荷載及風(fēng)荷載，但同時引起了結(jié)構(gòu)剛度和內(nèi)力的突變，并易形成薄弱層。因此，通過附加控制裝置來減小水平荷載引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)已成為高層建筑發(fā)展的重要方向。加強層阻尼體系作為一種新型的耗能減振系統(tǒng)，將加強層與外框架柱斷開，利用兩者之間較大的位移差來布設(shè)粘滯阻尼器，具有非常良好的減振效果。本文在前人研究

2、的基礎(chǔ)上，提出了伸臂加強層阻尼體系的新的簡化模型，從振動控制和加強層兩個方面對其風(fēng)振控制效果進行了研究，并提出其位置優(yōu)化的實用算法。主要完成了以下工作:
　　首先，本文考慮周邊框架對核心筒的約束作用，將核心筒簡化為底部固支的鐵木辛柯梁，并推導(dǎo)出該控制系統(tǒng)的運動學(xué)方程。通過模型參數(shù)分析，初步了解了這一新型減振體系的主要特性，并對帶單個伸臂加強層阻尼體系的某高層建筑風(fēng)振控制效果進行了數(shù)值仿真分析。算例表明，加強層阻尼體系在結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制

3、中取得了非常良好的控制效果。
　　其次，將加強層阻尼體系的風(fēng)振控制效果與傳統(tǒng)加強層結(jié)構(gòu)的控制效果進行對比探討，得出了一些有意義的結(jié)論。根據(jù)兩種體系在風(fēng)振控制中的特性，基于“有限剛度”加強層理論，提出了帶多個加強層與加強層阻尼體系的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)。數(shù)值分析表明，當(dāng)結(jié)構(gòu)整體剛度不足時，帶多個加強層與加強層阻尼體系可以在風(fēng)振控制中獲得更加良好的表現(xiàn)。
　　最后，基于結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化理論，根據(jù)加強層和阻尼器位置優(yōu)化的一些理論，并結(jié)合加強層阻尼