试析复合mtmd控制高耸结构风振研究

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1、西北工业大学硕士学位论文复合MTMD控制高耸结构风振研究姓名：崔艳丽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张洵安20030301两北丁业人学颂卜学位论文摘要摘要高耸结构是一种高宽比较大，结构抗弯刚度相对较柔的构筑物。在横向荷载(尤其是风荷载)作用下，容易产生较大的变形。随着高耸结构被广泛应用于各个领域，对其进行结构风振控制则显得更加迫切和必要。高耸结构振动控制是近几年才发展起来的新兴学科。它的核心问题是利用结构振动控制理论，改变传统地加强承重结构以抵抗风振或地震的思路，而采用某种控制装置施加控制力，

2、抑制结构的动力反应，特别是被动控制理论已经发展得比较成熟，且有很多工程实例。在众多的被动控制方法中，TMD和MTMD是最为普遍的一种，也最具有实用价值和工程应用前景。本论文在前人研究成果基础上，对MTMD控制装置进行改进，提出了“复合MTMD”的概念。首先，本文采用随机振动的复模态理论，将高耸结构离散成多自由度体系，推导了在脉动风荷载作用下的结构一MTMD系统的风振响应计算公式。以洛阳电视塔为工程实例，对MTMD在高耸结构上的最优安装位置进行了探讨和分析，根据计算结果设计出复合MTMD振动控制装置。其次

3、，经过系统地公式推导和MATLAB编程仿真计算，绘出被控高耸结构在脉动风荷载激励下，安装MTMD和安装复合MTMD后关键部分质点的位移均方响应谱，通过对两种情况下位移均方响应谱的比较，证明了复合MTMD的减振效果明显优于传统MTMD振动控制装置。最后，从理论和工程实践两方面，对复合MTMD本身的动力参数进行了优化设计，并给出具有一定实用价值的参数优化结果。研究结论表明，复合MTMD振动控制装噩做为对传统MTMD的进一步完善，不仅保持了MTMD的所有优点，如有效性，鲁棒性，而且具有自身的独特之处，如每组M

4、TMD包含的TMD个数少，便于设计、制造、安装，并且较之MTMD，具有更好的控制效果，所以，复合MTMD振动控制装置有着广泛的发展前景。关键词：高耸结构复模态理论脉动风荷载风振控制复合MTMD安装位置西北，业大学坝J等}位论文ABSTRACTHigh—risestructureisakindofstructureswhoseheight—to—widthratioisquitelargewithcomparativelyflexiblebendingstiffness．Thenitw．IIdeformv

5、eryeasilywhensubjectedtohorizontaIloads．especiallythewindIoad．Withthewidespreaduseofhigh—risestructures．itisessentialandnecessaryforthemtomakethewind—vibrationcontml．VibrationcontroIofhigh—risestructureslsanewsch001whichhasquicklydevelopedrecentyears，who

6、sekeystoneistochangetraditionaJmethodsthatreinforcesthestrengthofload-bearingstructurestoresistwindIoadsandseismicaIforces．whichhasusedthetheoryofstructures’vibrationcontroIinordertoinhibitingstructures’wind—inducedresponse．Particularly,thetheoryofpassiv

7、econtroJforhigh—risestructureshasdevelopedfullywhat’smore，thereareanumberofengineeringexamples．Tunedmassdampers(-rMD)andmultipletunedmassdampers(MTMD)arethemostcommonandpracticalamongthesepresentpassivecontrolmethods．Basedonthepredecessors’achievement．th

8、evibrationcontroImethodcalledMTMDismadebetler．nthispresentpaper．Acreativeoneisproposed，thatistosay,complexmultipletunedmassdampers(CMTMD)．Firstly,aCCOrdingtothecomplexmodeanalysistheoryofrandomvibration，high—risestructures