新型伸臂加強(qiáng)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(lái)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(jì)通過(guò)設(shè)置加強(qiáng)層等增加結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的方法來(lái)抵御地震荷載及風(fēng)荷載，但同時(shí)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(guò)附加控制裝置來(lái)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(qiáng)層阻尼體系作為一種新型的耗能減振系統(tǒng)，將加強(qiáng)層與外框架柱斷開(kāi)，利用兩者之間較大的位移差來(lái)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(qiáng)層阻尼體系的新的簡(jiǎn)化模型，從振動(dòng)控制和加強(qiáng)層兩個(gè)方面對(duì)其風(fēng)振控制效果進(jìn)行了研究，并提出其位置優(yōu)化的實(shí)用算法。主要完成了以下工作:
　　首先，本文考慮周邊框架對(duì)核心筒的約束作用，將核心筒簡(jiǎn)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(yùn)動(dòng)學(xué)方程。通過(guò)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(duì)帶單個(gè)伸臂加強(qiáng)層阻尼體系的某高層建筑風(fēng)振控制效果進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。算例表明，加強(qiáng)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(qiáng)層阻尼體系的風(fēng)振控制效果與傳統(tǒng)加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)的控制效果進(jìn)行對(duì)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(qiáng)層理論，提出了帶多個(gè)加強(qiáng)層與加強(qiáng)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(shí)，帶多個(gè)加強(qiáng)層與加強(qiáng)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?fù)鋬?yōu)化理論，根據(jù)加強(qiáng)層和阻尼器位置優(yōu)化的一些理論，并結(jié)合加強(qiáng)層阻尼