用于火电厂减震的变质量MTMD基于可靠度的优化（英文）

提出了一种针对变质量的非传统多调谐阻尼器(MTMD)基于可靠度的优化设计方法。其中主结构部分考虑多阶模态,MTMD则考虑为集中质量。地震动激励采用金井清模型,利用状态空间法提高计算效率。地震危险性则依据地震动衰减关系和Gutenberg-Richter模型模拟。定义危险性、主结构与多调谐阻尼器相关参数均为随机变量,通过考虑结构多维输出及对应限值,并结合激励与结构随机性得到结构绝对失效概率,并进一步以绝对失效概率为目标函数形成优化问题,通过求解变质量MTMD最优解进行设计。本文将该方法应用于带多煤斗的火电厂房煤斗隔震设计。其中,煤斗隔震形成MTMD,而煤斗内部储煤量变化则形成变质量MTMD。采用拉丁超立方抽样法生成样本,研究确定了合适样本数。通过选取结构角柱位移角作为结构响应,采用规范限值计算失效概率。利用基因算法求解了该优化问题并得到了最优设计与对应的失效概率。本文进一步对比了平动隔震体系和摆隔震体系。研究表明,尽管摆体系的频率与质量不相关,其失效概率并未优于平动隔震体系;且摆体系摆动圆弧曲率的变异系数对结构失效概率影响不大,规律不明显。最后,将煤斗与主结构碰撞亦考虑为失效事件,考虑了煤斗碰撞问题。本文所提出的设计方法基于可靠度,直接以降低结构失效概率为目标,可同时考虑结构多维输出以及煤斗与主结构相对位移,并对应地考虑多个响应限值,将多个响应综合为一个失效概率,避免了计算量巨大的多目标优化。     

高层组合隔震结构随机地震响应及优化分析

利用虚拟激励法分析了高层组合隔震体系在平稳随机地震激励下的随机响应。隔震层由叠层橡胶支座、摩擦滑移支座及粘滞阻尼器组成。采用等效线性化处理,建立非线性阻尼多自由度线性模型,采用了能较好模拟长周期地面运动的加速度功率谱密度函数。分别建立隔震层位移和上部结构层间位移的极限状态方程,采用一次二阶矩方法计算结构各层间位移的失效概率,并根据串联系统的可靠度界限理论计算隔震结构的体系可靠度。以江苏省高烈度区宿迁市某25层的高层组合隔震结构为例,通过随机地震响应分析,得到结构隔震层和上部结构位移峰值响应的统计量以及各楼层的失效概率和结构体系可靠度,结果表明高层结构采用组合隔震技术后,体系的动力可靠度较不隔震时有明显提高。     

考虑阻尼器失效的屈服消能摇摆双层框架墩结构地震反应分析

针对应用延性抗震理念设计的双层桥梁结构震后塑性损伤严重、功能恢复困难的现状，本文基于摇摆理念提出一种屈服消能摇摆双层框架墩结构体系，以控制结构地震损伤和提升结构震后功能可恢复能力。应用拉格朗日方程和动量矩定理建立了该类摇摆结构的刚体动力反应分析模型，并考虑了桥墩复位碰撞造成的能量损失和防屈曲阻尼器的失效。本文以常规双层桥梁结构尺寸的摇摆桥梁为研究对象，采用远场地震动、无脉冲近场地震动和脉冲近场地震动对屈服消能摇摆双层框架墩结构进行了地震反应分析和阻尼器参数分析。分析结果表明：分析屈服消能摇摆双层框架墩结构地震反应时需考虑阻尼器失效的情况，以防止低估结构地震反应的情况发生；阻尼器刚度的增加可提升结构体系减隔震效果，而阻尼器失效伸长量过小不利于结构减隔震。     

层间隔震结构的随机地震反应与失效概率分析

建立了层间隔震结构的动力分析模型,采用低频模拟和高频模拟方法相结合的综合功率谱模型模拟地震地面运动功率谱,运用虚拟激励法进行层间隔震结构的随机地震反应进行了分析,得到了隔震层及其他各层层间响应峰值的统计量。以隔震层和其他各层最大层间位移作为控制指标,建立极限状态方程,采用一次二阶矩方法,用MATLAB编程计算其失效概率,并用串联模式计算体系的整体失效概率。以江苏省高烈度区宿迁市的某20层的框剪结构为例,利用上述方法计算了层间隔震结构的位移随机响应和整体失效概率,并与非隔震结构进行了比较。结果表明,层间隔震结构上部各层失效概率较非隔震结构大大减小,且各层失效概率分布比较稳定。隔震结构整体的失效概率要远小于非隔震结构,层间隔震结构的动力可靠度显著增加。     

带连廊的相邻建筑基础隔震改造碰撞危险性分析

对带有连廊的相邻建筑进行基础隔震改造。运用时程分析方法,考虑了不同地震波入射角度,计算水平双向地震动下建筑的地震响应。地震波根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)进行选取,考虑中震和大震2种不同工况。采用铅锌橡胶支座(LRB)与普通橡胶支座(LNR)组合的基础隔震系统。考虑到相邻建筑动力特性的差异,建立了带阻尼器的隔减震模型(BID)协调建筑运动,并与传统的隔震模型(BI)进行对比。研究结果表明:地震波入射角度对建筑碰撞危险性有影响,且在大震下更为显著;设置阻尼器能够有效地协调相邻建筑的非同步运动,降低其地震碰撞危险性。     

大跨斜拉桥在移动荷载作用下的振动控制

多重调质阻尼器(MTMD)是由多个具有不同频率、不同质量或不同阻尼的调质阻尼器构成的动力吸振器群,被广泛应用于结构的被动控制中.采用频域分析方法考虑TMD在多自由度结构中的布置,推演了具有MTMD多自由度结构振动控制振型广义坐标的频率响应方程,以一座大跨斜拉桥为例,针对结构振动的控制振型,进行了MTMD参数分析,并研究了MTMD控制下斜拉桥在移动荷载作用下的竖向振动,计算结果表明,在随机不平顺桥面条件下,MTMD能够有效减小结构在移动荷载激励下的竖向动力响应.     

橡胶基底隔震储罐地震模拟试验研究

针对立式钢制储罐模型,进行了无隔震和有橡胶基底隔震体系振动台的动力特性及地震响应模拟试验研究．结果表明：橡胶隔震能够有效地降低中短周期地震动对上部结构的动力响应,减震效果明显;橡胶隔震对液体表面的晃动有影响,延长液体表面的晃动周期,不同地震动隔震对波高的影响不同;橡胶隔震体系在有效隔震剐度段内,等效刚性质点处加速度降低50％以上,液固耦合质点处加速度降低77％,晃动质点处加速度降低81％。上部结构体系近似平动,相对位移响应较小;橡胶隔震对长周期地震动仅在一定条件下有控制作用．     

基于概率的减震矮塔斜拉桥的结构破坏评估研究

本文以概率地震需求分析为基础,对天津永定新河特大桥主桥采用无阻尼器和有阻尼器的桥梁结构进行了抗震性能评价及对比.对地震动强度指标(IM)、工程需求参数(EDP)进行了研究,根据结构的地震需求危险性曲线,给出了该两种不同类型的结构在五十年内发生不同程度破坏的概率,从而为地震灾害损失评估提供依据.研究表明无阻尼器情况下,五十年内发生碰撞的超越概率为1.9％,接近极限超越概率;有阻尼器情况下,五十年内发生碰撞的超越概率为0.4％,能很好地满足性能水准要求.     

强震区多跨长联连续梁桥减隔震设计

为了给高烈度地区多跨长联连续梁桥抗震设计提供参考,以一座（55+4×90+55）m的连续梁桥为工程背景.采用ANSYS软件建立全桥分析模型,基于非线性时程分析方法,对比研究结构采用双曲面摩擦摆支座、黏滞阻尼器和速度锁定装置3种减隔震装置下的地震响应.结果表明：黏滞阻尼器在罕遇地震作用下形成了完整的滞回环,每个阻尼器耗能能力明显;采用双曲面摩擦摆支座、黏滞阻尼器和速度锁定装置时,结构的地震响应相对于传统抗震体系都有一定程度地降低,固定墩内力相对减震率分别为63.44%、6.90%、42.32%,位移相对减震率为65.70%、9.34%、43.77%;采用双曲面摩擦摆支座作为减隔震措施时,墩底内力和墩顶位移远小于黏滞阻尼器和速度锁定装置2种减隔震措施.     

考虑阻尼器极限状态的单自由度体系地震响应

为了研究液体黏滞阻尼器失效的3种极限状态（承载力极限状态、位移极限状态、混合极限状态）对单自由度结构体系地震响应的影响,首先对黏滞阻尼器的3种极限状态进行数值模拟,利用Ruaumoko-2D得到数值分析模型;其次,将两个层数分别为2层和10层的钢筋混凝土结构分别等效为两个单自由度体系,并与上述黏滞阻尼器并联,在逐级放大多条地震波和正弦波作用下,研究黏滞阻尼器的承载力极限、位移极限和混合极限对该单自由度体系在不同强度的地震作用下结构响应的影响.通过与不考虑极限状态的单自由度体系作比较,得到位移比随着输入地震动峰值速度的变化规律.     

结构基于弹性连接阻尼多重调谐质量阻尼器的控制评价

提出了基于弹性连接阻尼多重调谐质量阻尼器(ELD—MTMD)，并评价了弹性地安装阻尼器对多重调谐质量阻尼器(MTMD)性能的影响．性能评价是通过刚度系数(SR)来进行的，以设置ELD—MTMD结构最大动力放大系数中最小值的最小化为ELD—MTMD最优参数和有效性的评价准则，以ELD—MTMD动力放大系数的最大值为ELD—MTMD冲程的评价准则．数值研究表明，ELD—MTMD的刚度系数(SR)存在上限值．     

TMD对机器激励下多层厂房楼板的振动控制

多层工业厂房楼板在机器扰力下,实测发现楼板竖向速度和加速度超过结构正常使用要求.考虑到施工和使用要求,本文用多个TMD(调谐质量阻尼器)悬挂在楼板特定位置,以减少楼板竖向振动.通过理论推导,设计了多TMD体系的参数,并用SAP2000建立楼板与TMD的振动模型,得到附加TMD后楼板的响应,并与不加TMD的楼板振动响应比较.结果表明,本文设计的TMD可有效减小楼板在机器扰力下的竖向振动响应,减振比达到70％以上.     

复合MTMD在结构控制中的优化设计

提出一种新的控制策略--复合多重调频质量阻尼器(CMTMD).将钢结构建筑简化为多自由度体系计算模型,利用复模态理论推导出在高耸钢结构建筑的不同层上安装MTMD后,在风荷载作用下的随机响应.实例计算结果表明:CMTMD具有优于传统MTMD的控制效果. 更多还原     

基于TMD和MTMD的拱桥振动控制研究

在结构振动控制理论的基础上,对实际的模型拱桥进行了空间有限元分析和振动控制研究.研究中对TMD和MTMD的安装位置进行了探讨,并对其参数进行了合理设计.计算结果表明只要减振装置的安装位置正确及参数合理,就能够有效地减小结构在移动荷载作用下的动力响应.     

顺风激励下高层建筑多重调谐质量阻尼器振动控制的参数研究

基于虚拟激励法，进行顺风激励下结构多重调谐质量阻尼器(MTMD)位移和加速度控制时的参数研究，MTMD具有相同的刚度和阻尼系数但不同的质量，因而最易制作．MTMD最优参数的评价准则定义为，设置MTMD结构的最大位移和加速度动力放大系数的最小值的最小化．MTMD有效性的评价准则定义为，设置MTMD结构的最大位移和加速度动力放大系数的最小值的最小化与未控结构的最大位移和加速度动力放大系数之比值．MTMD冲程的评价准则定义为，MTMD位移动力放大系数的最大值．数值研究表明，结构基本周期和风载大小对MTMD的最优参数和有效性影响很小．但MTMD的冲程对结构基本周期和风载大小的变化比较敏感．MTMD冲程是决定MTMD造价的一个重要指标，因此，应避免受控基本周期产生大的偏移．设计MTMD时，需精确地估计结构的基本周期．此外，n=7～15是高层建筑顺风向MTMD风振控制较佳的总数范围。     

高层建筑MTMD风振控制优化研究

首先导出零均值平稳白噪声激励下，高层建筑的多个调谐质量阻尼器（MTMD）控制的有效性指标－动力放大系数的计算公式，然后在总质量一定的情况下，分析了高层建筑MTMD控制系统的参数对放大系数的共同影响，并采用最大最小化原则，计算MTMD系统的最优参数。探讨了初步的设计方法，提出了MTMD系统优化的设计步骤和控制等一振型时的设计表格，最后给出一个算例。     

椭圆型煤斗结构方案比选

椭圆型双漏斗式煤斗是目前国内火电厂建设中少见的煤斗结构形式,首先介绍了这种椭圆型煤斗有别于传统结构形式煤斗的优缺点,其次利用ANSYS有限元软件,对工艺专业提供的两种结构形式的椭圆型煤斗,分全部满煤、单边满煤单边放空两种荷载工况进行了有限元空间结构分析,分别得出了两种椭圆煤斗在两种荷载工况下的应力和变形,得到了煤斗的应力和变形的分布规律、应力集中区域、受力和变形的最不利位置,摸清了椭圆煤斗的受力特点,通过技术经济分析和施工放样难易程度的比较,说明了两种结构形式的椭圆型煤斗的利与弊,为煤斗的结构选型和施工详图设计提供了重要的依据.     

FPS型MTMD在输电塔减震中的应用

输电线路不可避免地穿越高烈度地震区,地震作用不可忽视。FPS型MTMD是一种结构简单、安装方便、限位和复位性能好的减震装置。本文设计了一种质量板在四个球面上滑动的FPS型MTMD减震系统,并安装在某输电塔的横担处。利用有限元软件ANSYS,在考虑了导线的几何非线性基础上,建立了输电塔-导线体系的空间有限元分析模型,并用质量-弹簧单元模拟FPS-MTMD系统,研究减震系统对输电塔线体系的减震作用。结果表明,该装置对输电塔有较好的减震效果,能够有效地减小输电塔的地震反应,为进一步研究和工程应用提供依据和参考。     

遗传算法工具箱在半主动-TMD参数优化中的应用

提出一种新型的结构振动控制变频TMD半主动控制系统,采用遗传算法工具箱分析了结构的动力放大系数,证实了其对结构振动控制的可行性和有效性。结果表明,单个变频-TMD作为一种半主动驱动器能有效降低结构反应,与传统TMD相比,具有更大的减振频带宽度,而且效果显著。     

风力机结构多重调谐质量阻尼器振动控制对比

单调谐质量阻尼器(STMD)作为一种有效的减振器,常安装在高层结构的顶部.由于结构的空间和承重有限,STMD的安装可能会受到限制,特别是对于如风力发电机这类结构.更重要的是,STMD对多模态振动控制效果有限.为了解决上述问题,采用多重调谐质量阻尼器(MTMD),在预先给定初始配置的基础上,研究风力机MTMD系统参数的约...