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为了减轻河南艺术中心标志塔的风致振动,设计了一种新型的摩擦悬吊式TMD.文章首先详细介绍了所设计摩擦悬吊式TMD的构造和等效分析模型.然后, 利用SAP2000中的LINK单元来模拟所设计的摩擦TMD, 对其风振控制效果进行了非线性分析.分析结果表明: 所设计的摩擦悬吊式TMD, 在设计风荷载作用下,可以按照控制效果最优的原则选出最优摩擦力,而所选出的最优摩擦力能保证在0.3至2.0倍设计风荷载范围内的风荷载作用下控制效果基本达到40%以上. 相似文献
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MTMD对建筑结构多模态控制的减震分析 总被引：5，自引：1，他引：5
本文研究了MTMD对建筑结构多模态减震控制。将主结构简化为多自由度模型，MTMD对结构的反力与地震荷载共同作为结构的荷载输入进行分析；基于主结构多模态耦合进行推导分析，阐述了MTMD与结构之间的相互作用关系，提出MTMD的复惯性质量。提出MTMD的控制类型是加速度相关型的无源被动控制。从频域传递函数，白噪声、宽带和窄带地震激励下的结构相对位移和绝对加速度谱密度，以及El-centro地震波作用下结构的地震响应三个方面，分析了MTMD对顶部带有结构附属物的结构的控制效果。并且给出TMD的控制效果加以比较验证。算例说明MTMD多模态控制对结构的相对位移和绝对加速度均有较好的控制效果，并且优于TMD控制效果。 相似文献
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设置TMD、TLD控制系统的高层建筑风振分析与设计方法 总被引：24，自引：2，他引：24
本文结合我国现行风荷载规范,研究设置TMD、TLD控制系统的高层建筑风振分析与抗风设计的实用方法。首先,将TMD、TLD系统的风振控制效果归并到了受控结构的风荷载折减上;其次,导出了满足舒适度标准的结构动侧移界限和相应的计算公式;第三,比较了TMD、TLD系统的控制效果以及分别对高层钢和钢筋混凝土结构的控制效果;最后,通过大量的计算和分析,分别确定了TMD、TLD系统参数的最佳取值区间以及参数之间的最佳匹配关系。 相似文献
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TMD对结构地震响应控制效果的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
TMD对简谐激励和风荷载引起振动的控制效果得到了一致的肯定,然而关于TMD地震控制的效果还没有一致的结论.文中比较了几种有代表性的TMD参数优化方法所确定的TMD参数;利用MAT-LAB编制了计算程序,分析了不同方法所确定的TMD参数用于地震控制时,控制效果的差别;从反应谱的概念出发,研究TMD对单自由度结构的地震控制效果.结果表明,TMD总体上对于单自由度结构的地震响应是有控制效果的,结构本身响应越大,控制效果越好;结构本身响应很小的时候,TMD有放大结构响应的现象,但由于结构本身响应很小,放大后的结构响应也不会导致结构有破坏的危险. 相似文献
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本文设计并完成了考虑土与结构相互作用的结构减震控制大型振动台模型试验，通过对四种结构形式的对比试验。探讨了土与结构相互作用（SSI）效应对结构地震反应的影响以及调谐质量阻尼器（TMD）在刚性和柔性地基条件下对主体结构的减震效应。通过比较同一地震动作用下主体结构在刚性和柔性两种地基条件下的地震反应，可知：SS效应具有降低和提高结构减震控制效果的双重作用，其综合效果与输入地震动的频谱特性，加速度峰值大小有关。由于SSI效应在结构地震反应中发挥着双重的作用，因而使得基于刚性地基假定了设计的TMD减震控制系统在柔性地基条件下的控制效果不太理想，甚至会出现负面效应。本文还探讨了在生地基条件下影响减震控制效果的一些因素。 相似文献
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常摩擦TMD地震控制效果的理论和实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在TMD中采用摩擦阻尼代替传统的粘滞阻尼,可有效降低TMD的造价,从而促进其推广应用。但摩擦元件是非线性的,给摩擦TMD分析和设计造成了一定的困难。为了研究常摩擦TMD地震控制的特点和规律,文中采用时程分析法进行了简谐激励和地震激励下摩擦TMD对单自由度结构响应控制的理论分析;在理论分析结果的指导下,进行了单自由度主结构和摩擦TMD系统在简谐激励和地震激励下的振动台试验。理论分析和试验结果表明:除了频率比和质量比的影响,摩擦TMD的控制效果和摩擦力大小、激励幅值有关,只要参数设置合适,其控制效果是令人满意的;在设计摩擦TMD时要针对激励大小、目标控制效率进行具体分析。 相似文献
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基于我国现行的风荷载规范,建立了在风荷载作用下结构-主动调谐质量阻尼器(ATMD)系统的动力方程。定义ATMD最优参数准则为:结构-ATMD系统的位移或加速度响应方差的最小化。ATMD有效性的评价准则为:设置ATMD结构的最小化位移或加速度响应方差与未设置ATMD结构的位移或加速度响应方差之比(分别称为位移和加速度减振系数)。根据上述准则,在频域内数值研究了结构自振频率、标准化加速度反馈增益系数、质量比对ATMD系统的最优参数(包括最优频率比和阻尼比)、有效性和冲程的影响。此外,为了比较的目的,论文同时考虑了结构TMD风致振动控制的情况。 相似文献
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某电信楼的避雷针结构为一变截面钢管塔，在风荷载的作用下，常会引起塔顶位移过大而影响其正常使用。本文采用有限元程序ANSYS5．7，对避雷针钢管塔的自振频率和振型进行了计算，并用现场的实测结果验证了计算结果的准确性；在此基础之上，还计算了避雷针塔顶在脉动风荷载作用下的位移响应，从而为避雷针的风振控制提供了可靠的参考依据。 相似文献
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Structural vibration control using active or passive control strategy is a viable technology for enhancing structural functionality and safety against natural hazards such as strong earthquakes and high wind gusts. Both the active and passive control systems have their limitations. The passive control system has limited capability to control the structural response whereas the active control system depends on external power. The power requirement for active control of civil engineering structures is usually quite high. Thus, a hybrid control system is a viable solution to alleviate some of the limitations. In this paper a multi‐objective optimal design of a hybrid control system for seismically excited building structures has been proposed. A tuned mass damper (TMD) and an active mass driver (AMD) have been used as the passive and active control components of the hybrid control system, respectively. A fuzzy logic controller (FLC) has been used to drive the AMD as the FLC has inherent robustness and ability to handle the non‐linearities and uncertainties. The genetic algorithm has been used for the optimization of the control system. Peak acceleration and displacement responses non‐dimensionalized with respect to the uncontrolled peak acceleration and displacement responses, respectively, have been used as the two objectives of the multi‐objective optimization problem. The proposed design approach for an optimum hybrid mass damper (HMD) system, driven by FLC has been demonstrated with the help of a numerical example. It is shown that the optimum values of the design parameters of the hybrid control system can be determined without specifying the modes to be controlled. The proposed FLC driven HMD has been found to be very effective for vibration control of seismically excited buildings in comparison with the available results for the same example structure but with a different optimal absorber. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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In active control, the control force execution time delay cannot be avoided or eliminated even with present technology, which can be critical to the performance of the control system. This paper investigates the influence of time delay on the stability of an SDOF system with an optimal direct output feedback controlled mass damper. An active mass damper system can take the form of a hybrid mass damper (HMD) or a fully active mass damper (AMD) depending upon imposed design constraints resulting from space, strength and power limitations. Explicit formulas and numerical solutions to determine the maximum delay time which causes onset of system instability are obtained. The control effect of the two‐DOF HMD/AMD benchmark system with and without time delay is illustrated quantitatively in a continuous‐time approach. In order to fit the digital implementation of the computer‐controlled system in practice, the control gains will be compensated by using their discrete‐time version to overcome the degradation of control effect due to time delay. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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In most of the research work on structural vibration control only two‐dimensional plane structural modelling has been considered, although only a few practical building structures can be modelled as planar structures. Therefore, these methods are not directly applicable to the majority of the practical building structures. This paper discusses the design of a multiobjective optimal fuzzy logic controller (FLC) driven hybrid mass damper (HMD) system for seismically excited torsionally coupled building structures. Floor acceleration and velocity information have been used as feedback to the fuzzy logic controller. A three branch tournament Genetic Algorithm has been used for the multiobjective optimal design of the FLC driven HMD system, where the minimization of the non‐dimensionalized peak displacement, acceleration and rotation of the structure about its vertical axis, have been as the three objective functions. The proposed multiobjective optimal fuzzy logic controller has been verified for an example problem reported in the literature. This HMD system consists of four HMDs arranged in such a way that the system can control the torsional mode of vibration effectively in addition to the flexure modes of vibration. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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用主动调频质量阻尼器控制高层建筑的风致振动 总被引：5，自引：1，他引：4
本文提出了用于高层建筑风振动控制的主动调频质量阻尼器（ＡＴＭＤ）设计的一种简单方法。从ＴＭＤ的工作原理出发,在物理意义上显式定义主动控制力的构成,基于结构的ＳＤＯＦ模型和广义脉动风力的高斯白噪声假定,在频域的以最小化结构顶层位移方差为设计目标,对控制力增益进行参数优化,得出控制力增益的封闭解,文中提出了以维持ＴＭＤ行程恒定为目标进行参数选择的设计方案,一超高层建筑作为算例给出,数值分析表明,所设计 相似文献
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本文从控制装置实现角度，研究了调谐质量阻尼控制装置的关键技术，其中包括装置的支撑系统、气压弹簧和液压阻尼器。应用这些技术研究了在地王大厦安装HMD装置控制结构风振响应，解决了地王大厦在风荷载作用下总侧移和层间位移角超出我国规范限值的问题。在准确把握结构动力特性和设计准则的前提下，对控制装置的参数进行了设计。系统仿真分析表明，HMD控制装置在地王大厦上应用可以有效降低结构侧向位移。 相似文献
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多结构混合控制体系研究 总被引：9，自引：0，他引：9
本文提出了多结构混合控制体系的概念及其相应的混合控制装置－常阻尼变刚度控制装置,阐明了其控制原理,建立了两结构混合控制体系的状态方程,其于瞬时最优控制的概念,提出了多结构混合控制体系的控制律,某两结构混合控制体系的仿真分析表明,多结构混合控制体系的概念是正确的,相应的混合控制装置是有效的。 相似文献
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Lyan‐Ywan Lu 《地震工程与结构动力学》2004,33(5):647-668
In this paper a predictive control method especially suitable for the control of semi‐active friction dampers is proposed. By keeping the adjustable slip force of a semi‐active friction damper slightly lower than the critical friction force, the method allows the damper to remain in its slip state throughout an earthquake of arbitrary intensity, so the energy dissipation capacity of the damper can be improved. The proposed method is formulated in a discrete‐time domain and cast in the form of direct output feedback for easy control implementation. The control algorithm is able to produce a continuous and smooth slip force for a friction damper and thus avoid exerting the high‐frequency structural response that usually exists in structures with conventional friction dampers. Using a numerical study, the control performance of a multiple degrees of freedom (DOF) structural system equipped with passive friction dampers and semi‐active dampers controlled by the proposed method are compared. The numerical case shows that by merely using a single semi‐active friction damper and a few sensors, the proposed method is able to achieve better acceleration reduction than the case using multiple passive dampers. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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本文研究了土-结构动力相互作用对采取不同控制措施的结构控制效果的影响。文中首先建立了主动调谐质量阻尼器(ATMD)、半主动磁流变阻尼器(MR)和被动多重调谐质量阻尼器(MTMD)等三种结构控制措施在时域中的控制算法和控制律，然后基于子结构法，采用间接边界元方法，通过傅里叶变换，推导了分别安装三种结构控制措施的受控结构在频域中的运动方程，数值仿真分析了某36层高层建筑的地震反应及其控制效果。结果表明，当采用ATMD或MTMD控制时，考虑土-结构动力相互作用后结构地震反应有所减小；当采用MR控制时，考虑土-结构动力相互作用后结构地震反应有很大程度的减小。由此看来，在设计软土地基上高层结构的结构控制措施时，不考虑土-结构动力相互作用对结构控制效果的影响是偏于安全的。 相似文献
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高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器，它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变（MR）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明：由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点，对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也表明该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法。 相似文献
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This paper proposes a hybrid control strategy combining passive and semi‐active control systems for seismic protection of cable‐stayed bridges. The efficacy of this control strategy is verified by examining the ASCE first‐generation benchmark problem for a seismically excited cable‐stayed bridge, which employs a three‐dimensional linearized evaluation bridge model as a testbed structure. Herein, conventional lead–rubber bearings are introduced as base isolation devices, and semi‐active dampers (e.g., variable orifice damper, controllable fluid damper, etc.) are considered as supplemental damping devices. For the semi‐active dampers, a clipped‐optimal control algorithm, shown to perform well in previous studies involving controllable dampers, is considered. Because the semi‐active damper is a controllable energy‐dissipation device that cannot add mechanical energy to the structural system, the proposed hybrid control strategy is fail‐safe in that the bounded‐input, bounded‐output stability of the controlled structure is guaranteed. Numerical simulation results show that the performance of the proposed hybrid control strategy is quite effective in protecting seismically excited cable‐stayed bridges. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献