斜拉索-调谐质量阻尼器系统复模态分析

针对斜拉索减振常用黏滞阻尼器的一些不利因素如安装位置、刚度、耦合运动等,提出斜拉索-调谐质量阻尼器(TMD)系统的减振模型,运用复模态方法分析得到以超越方程形式表达的系统自由振动阻尼特性的解析形式,采用数值方法求得系统最优模态阻尼比和阻尼器最优设计参数的近似解析解．结果表明:斜拉索振动的TMD减振策略能有效克服常用的理想阻尼器安装位置在拉索端部的局限,新的TMD设计参数优化方法同时考虑了TMD系统刚度、质量、阻尼等参数对减振系统模态阻尼比的影响,是适合工程应用的斜拉索减振模型．     

考虑桥面运动的斜拉索减振模型

针对拉索减振模型未考虑桥面-斜拉索-阻尼器耦合振动的现状,提出适用于桥面运动的斜拉索减振分析理论模型,采用复模态分析方法对拉索-阻尼器系统的模态阻尼特性进行数值分析.结果表明,在桥面激励条件下,拉索-阻尼器系统的模态阻尼比与拉索的倾角有关,外部阻尼器相同时,斜拉索的倾角越小,系统的模态阻尼比越小.     

TMD抑制斜拉索振动的机理研究

针对一般拉索附加粘滞阻尼器的安装位置不能太高、易发生与桥面耦合振动、减振效果与理论值相差较大等问题,推导了利用调谐质量阻尼器(TMD)抑制拉索振动的理论公式.运用复模态方法分析了斜拉索-调谐质量阻尼器(C-TMD)系统的振动特性,得到了TMD各参数对拉索阻尼的影响.针对具有工程背景的实际拉索,提出了抑制拉索不同阶次振动时的TMD设计参数.     

斜拉索参数共振分析及控制

针对斜拉桥拉索的参数振动问题,结合工程实例,采用4种不同的计算公式计算了斜拉索的基频,通过分析比较,推荐采用考虑垂度的常用基频计算公式进行斜拉索的参数共振分析.分析结果表明,黄浦桥的中长斜拉索可能会发生参数共振.采用的黏性剪切型外置式阻尼器可以给斜拉索提供足够的附加阻尼,使拉索各受控振型的对数衰减率均达到0.03以上.     

大跨度三塔悬索桥地震位移控制效果对比

针对地震作用下超大跨度悬索桥梁端位移过大的问题,通过附加减震阻尼器保证桥梁结构的安全至关重要。考虑行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响,以主跨2×1 080 m的大跨度三塔悬索桥泰州大桥为研究对象,研究了弹性拉索、黏滞阻尼器、软钢阻尼器控制超大跨度悬索桥地震响应的最优参数取值,并对比了其地震响应控制效果。结果表明:弹性拉索和软钢阻尼器可较好的控制塔梁相对位移;黏滞阻尼器对塔梁相对位移的控制效果次于弹性拉索和软钢阻尼器,但黏滞阻尼器在控制塔梁相对位移的同时未显著增加塔底内力。     

大跨度三塔悬索桥地震位移控制效果对比

针对地震作用下超大跨度悬索桥梁端位移过大的问题,通过附加减震阻尼器来保证桥梁结构的安全至关重要。考虑行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响,以主跨2×1080m的大跨度三塔悬索桥泰州大桥为研究对象,研究了弹性拉索、黏滞阻尼器、软钢阻尼器控制超大跨度悬索桥地震响应的最优参数取值,并详细对比了其地震响应控制效果。结果表明,弹性拉索和软钢阻尼器可较好的控制塔梁相对位移;黏滞阻尼器对塔梁相对位移的控制效果次于弹性拉索和软钢阻尼器,但黏滞阻尼器在控制塔梁相对位移的同时,未显著增加塔底内力。     

内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器——内置横向挡板的调谐液体阻尼器（TLDEB）。通过在普通调谐液体阻尼器（TLD）装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果。结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化。以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果。结果表明：TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果。     

考虑正常使用功能的非线性黏滞阻尼惯容系统多指标减震控制

惯容调谐减震系统可以灵活调整结构的动力特性,具有高效降低结构多阶模态响应的潜力。然而,目前已有的惯容系统减震设计方法对特定模态控制效果精度较低,且设计参数较大,设计时依赖经验假设或大量优化计算。本研究致力于惯容系统对结构多阶模态响应的精准控制,根据建筑使用功能的性能设计需求,提出了以结构靶向模态控制为导向的设计策略。该方法以惯容系统安装位置的相对变形为主自由度,以靶向控制模态的振型为结构变形形状,将复杂的多自由度原结构解耦为多个附加惯容的主自由度系统,通过惯容系统参数的闭合解析设计公式计算控制目标模态所需的惯容系统参数,并确定布置位置,以保证建筑在遭受抗震设防烈度地震的影响时能够满足正常使用要求为目标。对一个7层的标准结构模型为例,进行靶向模态控制为导向的减震设计,结果表明,该方法能够在不改变其他模态的周期、振型情况下,精准高效地减少结构靶向模态的响应,满足建筑正常使用的性能目标。相比于经典的惯容减震设计方法,该方法在相同性能需求下降低了惯容系统参数,以较小的设计参数实现了对结构位移角、剪力、加速度等响应的控制。     

液力忆惯容器装置建模与特性试验

针对液力忆惯容器装置已有数学模型忽略因素过多的问题,考虑油液的惯性、动力学黏度以及装置内部的干摩擦,建立符合工程实际的非线性数学模型. 试制液力忆惯容器装置样机,并进行台架试验. 结果表明,当位移激励的频率较低时,液力忆惯容器装置提供的惯性力、黏滞阻尼力较小,可以近似等效为干摩擦阻尼器;当激励的频率较高时,装置等效为理想忆惯容器、非线性黏滞阻尼器、干摩擦阻尼器三元件并联. 装置的输出合力、惯性力、阻尼力试验值与仿真值最大偏差分别为5.70%、9.15%、5.47%,惯质特性曲线和寄生阻尼特性曲线的试验值与仿真值最大偏差分别为4.23%和8.50%,表明数学模型准确可靠,能够满足工程需要,为液力忆惯容器装置在减振系统中的应用奠定了基础.     

斜拉索-粘性阻尼器最佳阻尼系数的研究

介绍了斜拉索粘性剪切型阻尼减振器的减振原理,并对拉索阻尼器的最佳阻尼系数进行了分析;仿真计算表明,阻尼器具有良好的减振效果.