調(diào)諧液體阻尼器對地震作用下復(fù)雜體型高層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動的控制.pdf

1、無論從理論分析還是從震害現(xiàn)象看，結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)，除了發(fā)生平移振動外，還可能會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動。引起扭轉(zhuǎn)振動的原因，一是地面運(yùn)動存在轉(zhuǎn)動分量，或地震時(shí)地面各點(diǎn)的運(yùn)動存在著相位差；二是結(jié)構(gòu)本身存在偏心，即結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心不相重合。震害表明，扭轉(zhuǎn)作用會加重結(jié)構(gòu)的破壞，尤其是對于偏心結(jié)構(gòu)，在某些情況下將成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。因此，偏心結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動的控制問題有很重要的實(shí)際應(yīng)用意義。本論文以此為背景，利用調(diào)諧液體

2、阻尼器來控制偏心結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動，主要進(jìn)行了以下研究工作： (1)環(huán)形調(diào)液阻尼器對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動控制的參數(shù)研究。首先根據(jù)已建立的環(huán)形調(diào)液阻尼器(CTLCD)的運(yùn)動方程，本文考慮了純扭轉(zhuǎn)振動情況下環(huán)形調(diào)液阻尼器的最優(yōu)參數(shù)問題，進(jìn)而分析了控制系統(tǒng)的參數(shù)對控制效果的影響。結(jié)果表明，環(huán)形調(diào)液阻尼器是一種有效的扭轉(zhuǎn)振動控制裝置。 (2)基于調(diào)液柱型阻尼器(TLCD)和環(huán)形調(diào)液阻尼器(CTLCD)來控制偏心結(jié)構(gòu)在雙向

3、地震動作用下扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動的方法以及阻尼器一結(jié)構(gòu)體系在地震作用下隨機(jī)響應(yīng)的表達(dá)式，本文利用遺傳算法，給出了控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)考慮到結(jié)構(gòu)每個(gè)自由度的反應(yīng)時(shí)，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)可以得到有效控制。 (3)以一個(gè)12層偏心鋼結(jié)構(gòu)為算例，在結(jié)構(gòu)頂層沿兩個(gè)主軸方向正交放置兩個(gè)TLCD，并在結(jié)構(gòu)質(zhì)心處安放一個(gè)CTLCD。基于本文給出的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和遺傳優(yōu)化算法，對調(diào)液阻尼器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。