浅谈河南艺术中心标志塔风振反应的tmd控制

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1、北京工业大学硕士学位论文河南艺术中心标志塔风振反应的TMD控制姓名：葛建平申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：闫维明20070501摘要本文基于河南艺术中心标志塔的工程背景，对利用悬吊式调频质量阻尼器(1帅)对高耸结构顺风向风振响应控制进行了分析，研究了TMI)参数对控制效果的影响，并对用于工程TMD的最优参数。针对目前TMD控制装置的缺点，本论文研制了新型的悬吊式TMD减振控制装置，对本工程采用的TMI)控制装置进行了构造和构件参数设计，并进行了试验研究，以直接用于工程实践。目前的风振响应控制计算多基于对实际结构简化的多质点模型，计算精度

2、难以保证。由于TMI)控制对频率比的敏感性，简化模型的与真实结构动力特性的微小偏差可能导致由此设计出的TMD的实际控制效果大大降低。本论文对高耸结构的顺风向风振响应和TMD控制模拟计算完全基于精确的三维实体模型，降低了采用简化模型计算引起的误差，提高了TMD控制参数选优的准确性。本论文根据Davenport脉动风速谱生成的结构的顺风向脉动风荷载时程样本，加载该结构的三维模型上，通过对TMD风振响应控制全程时域模拟计算，对TMD控制参数进行了选优，并与频域分析结果进行比较。计算结果表明，在本论文选取的TMI)控制参数下，该塔顺风向脉动风振的顶点最大

3、位移降低达55％以上。本论文针对目前TMD装置的缺点进行改进，本文研制了新型的悬吊式TMD控制装置。该装置可以稳定有效地进行减振控制，根据需要可以方便对TMD的三项主要控制参数(质量、频率和阻尼比)进行调整，并能长期使用而无需检修，从而提高了悬吊式TMD的适用性。该悬吊式TMD控制装置已申请了国家发明与实用新型专利。本文完成在了应用于该塔的TMD控制装置的构造形式和构件参数的计算设计。本论文通过试验研究，验证了该新型阻尼器的各项控制参数具有良好的可调性，并能取得良好的控制效果。能直接用于工程实践。通过计算表明，与传统的增大截面刚度的抗风方法相比，

4、本论文设计的新型悬吊式TMD具有良好的经济效益。该TMD装置构造简单，稳定性和持久性好，可以在高耸结构特别是塔式高耸结构中推广。关键词：高耸结构：TMD；风振控制；调频质量阻尼器；悬吊式调频质量阻尼器^BSTRAcrABSTRACTBasedontheSymbolTowerofArtCentreHenan,thewindvibrationcontrolofhi曲risingbuildinginalongwinddirectionbymeansofPendulumTunedMassDamper(TMD)i8studiedinthepaper．opt

5、imumpro'ambersoftheTMDarofoundout．ThecontroleffectivenessofdifferentTMDparametersisinvestigatedanalytically．NewPendulumTunedMassDamper0vibrationconUDldeviceisdevelopedtoimprovethecurrentTMDsystem．Intheend,thedetailsoftheTMDstructureandcomponentparametersaredesignedfortheproje

6、ctThesimplifiedmulti-massmodelsofthestructuresl'ealwaysusedintheresearchofwindvibrationcontrolofhighrisingsmlctures．ThetinydifferenceofthedynamiccharacteristicsbetweenlthesimplifiedmodelandtheStrtictlⅡemayleadtogreatreductionofthestructuralcon灯oleffectivenessduetothesansitivi

7、tyofTMDc,ontroleffectivenesstothe丘alu螂rate．Inthispaper,the菇anulationofthealongwindvibrationand田忧Dcontroliscarriedoutontheaccuratethree-dimensionalmodelofthe吼nlchⅡ民whichwillgreatlyincreasetheaccuracyoftheop矗mumparametersofTMD．Fluctuatingalongwindloadsamples011thetowerfiresimul

8、ated砌：ordtngtoDavenportwindspectrum．Withthesesamples,thenumericalsim