利用TLD进行高层建筑风振控制的研究

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风荷载一直是影响高层建筑结构安全性和适用性的控制荷载,风振响应也一直是高层建筑结构设计首要关注的问题之一。随着结构风振响应的不断加大,风振控制也成为目前研究的热点。本文研究利用调谐液体阻尼器(TLD)对结构进行风振控制的计算方法,并通过对一实际结构使用调谐液体阻尼器进行风振控制,研究调谐液体阻尼器(TLD)对结构风振响应的减振效果。本文研究的思路为:首先得出利用TLD进行风振控制的计算方法,然后进行实例计算。实例计算中首先对结构进行无控状态下的风振响应分析,计算结构在没有安装TLD时的风振响应;之后再通过分析调谐液体阻尼器的各参数对减振效果的影响,设计出需要使用的阻尼器;最后计算结构在安装了调谐液体阻尼器后的风振响应,比较结构在安装了TLD装置后与未安装TLD装置前的风振响应,分析TLD装置对结构风振控制的效果。本文首先根据深水TLD理论,建立矩形深水TLD模型,推导出TLD对结构控制力的表达式,并将TLD与结构的相互作用看成是同一体系中的内部作用,得到不需要计算出该控制力就可以直接求得TLD-结构体系风振响应的方法,简化了计算过程。然后进行无控状态下的风振响应分析,运用逐步积分方法,对建筑在无控状态下的风振响应进行计算,得出结构在风荷载下振动的位移和加速度响应。最后利用调谐液体阻尼器(TLD)对建筑进行风振控制的研究。对实际建筑进行TLD风振控制设计并分析TLD各参数对风振控制效果的影响,通过进行减振效果分析,得到了TLD的设计步骤,并且通过计算结果表明:在建筑顶层安装TLD,使建筑的横风向位移和加速度响应分别降低了25.08%和28.49%,而且使原本超过了规范限值的横风向加速度响应达到了规范要求。说明利用TLD进行风振控制,具有良好的效果,能有效降低结构的风振响应并使结构的舒适性得到改善。
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