调谐液体阻尼器对框架结构的减振控制研究

发布时间：2017-11-03 01:04

  本文关键词：调谐液体阻尼器对框架结构的减振控制研究

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【摘要】：由于近年来经济和技术的快速发展,人们越来越关注各类结构物在地震和风等动力作用下的安全性和可靠度,结构减振技术因此逐渐成为结构工程界的热门研究领域。TLD减振技术凭借其独特的优点,早在20世纪70年代就受到了学者们的青睐,但一直以来研究范围多限于TLD对高柔结构的风振和地震控制,几乎没有涉及到基频在2～5Hz的结构。一般而言,框架结构的基频会分布在这一范围内。所以本文针对性地研究了TLD对框架结构的减振控制,研究方法包括了理论分析、数值模拟和试验研究。本文的主要工作有以下四点。1)建立了框架结构的TLD减振定点设计方法。本文利用Housner等效模型和有限元模拟技术,兼顾到框架结构是多自由系统以及结构阻尼效应,总结出了TLD减振定点设计的原则和步骤,并且将该方法推广到TLD对结构高阶振动的控制中。2)基于结构振动有限元分析理论,利用ANSYS软件对TLD-结构相互作用过程进行数值模拟。考察了TLD的调频比和质量比对其减振效果的影响。并利用定点理论的两点齐平条件,通过夹逼的方法找出最优调频比。3)设计并制作了一个五层框架结构,并利用振动台试验实测出该结构的基频。依据本文的TLD减振定点设计方法,设计并制作出两种TLD装置,放置于结构顶层,对比正弦扫频试验中结构顶层的位移和加速度响应,试验结果表明TLD能发挥显著的减振效果。4)选取某实际存在的六层框架结构教学楼,根据结构的平面和立面图建立其有限元分析模型,依据本文的TLD减振定点设计方法,设计出一组TLD装置。将TLD布置在结构的顶层,分别研究了谐波激励和地震作用下TLD对教学楼一阶振动的控制效果,模拟结果表明TLD能明显抑制其顶层的加速度和位移反应,为TLD的实际工程应用提供参考。
【关键词】：TLD减振 框架结构 定点设计 振动台试验 有限元模拟
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 结构减振技术简介12-16
• 1.3 TLD减振研究现状16-20
• 1.4 TLD减振工程实例20-21
• 1.5 论文的结构21-23
• 第二章 TLD减振的参数设计23-42
• 2.1 引言23
• 2.2 地震作用分析方法23-27
• 2.3 有限元技术概述27-31
• 2.4 TLD一阶模态减振的参数设计31-39
• 2.4.1 定点设计理论31-32
• 2.4.2 TLD减振定点设计实例32-38
• 2.4.3 TLD减振定点设计方法38-39
• 2.5 TLD高阶模态减振的参数设计39-41
• 2.6 本章小结41-42
• 第三章 TLD减振的试验研究42-60
• 3.1 引言42
• 3.2 试验设备简介42-48
• 3.3 振动信号处理48-49
• 3.4 试验模型设计49-54
• 3.4.1 框架结构模型49-52
• 3.4.2 TLD模型52-54
• 3.5 TLD减振试验研究54-59
• 3.6 本章小结59-60
• 第四章 TLD减振的工程实例60-67
• 4.1 引言60
• 4.2 工程概况60-61
• 4.3 简谐激励下的减振研究61-64
• 4.4 地震作用下的减振研究64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 参考文献69-72
• 附录72-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果87-88
• 致谢88-89

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本文编号：1133937