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【6h】

矩形TLD拟固体化的研究与应用

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目录

声明

1 绪论

1.2结构振动控制概述

1.3TLD的发展动态

1.4TLD研究现状

1.5TLD的实际工程应用

1.6课题研究的意义与主要内容

1.7本章小结

2 结构—TLD系统工作原理及研究方法

2.2结构—TLD系统的状态方程

2.3TLD减振效应研究方法

2.4本章小结

3 矩形TLD拟固体化的实现

3.1TLD拟固体化力学等效模型

3.2TLD拟固体化的意义

3.3双向激励下矩形TLD减振效应的叠加性

3.4 拟固体化模型刚度优化

3.5直接积分法

3.6 基于Fortran的矩形TLD拟固体化程序编译

3.7拟固体化程序结果验证

3.8本章小结

4 松石学校宿舍楼TLD减振效应拟固体化分析

4.2TLD设计方案

4.3松石学校多功能TLD设计建议

4.4TLD拟固体化结果分析

4.5本章小结

5 结论与展望

5.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢

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摘要

调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper)简称TLD,属于被动控制中的动力吸振装置,其具有构造简单、造价低廉、稳定可靠、功能多样化等优点,因此其被广泛应用于结构风振控制。由于地震动的复杂性与不确定性、现有TLD减振效应分析方法的弊端,使得TLD用于结构地震动控制的案例并不多见,相关研究值得进一步深入。
  本课题源于包头市科技计划项目(2013J2001-2),现已进行到最后阶段。本阶段力求形成一套完整的TLD系统拟固体化分析程序,并尝试将集振动控制、日常储水、太阳能热水供应于一体的多功能TLD系统首次应用于实际工程。拟固体化属于固体力学范畴,避免了 TLD现有动液压力计算方法中的固液间迭代计算。参考 Housner模型的明确物理意义,对课题组原有拟固体化模型进一步优化,创建了基于简化分析方法的TLD拟固体化等效力学模型。采用Newmark-β法求解结构—TLD拟固体化模型的时程反应,并借助Fortran语言对TLD的拟固体化分析过程进行程序编译。提出刚度优化算法,从摩擦耗能角度求解TLD提供的最优虚拟刚度,为TLD尺寸设计提供新思路。
  通过不同地震波激励下的实例计算,对比TLD拟固体化的分析结果与ABAQUS建立的流固耦合模型的分析结果发现:两者的顶层位移时程曲线变化趋势总体一致,峰值相差不大,且拟固体化分析结果偏保守;拟固体化分析方法的运算耗时相对后者节省了上万倍。对于工程应用而言,TLD拟固体化方法具有较好的实用性。
  针对松石学校宿舍楼多功能TLD系统项目,分别根据线性水波动理论与刚度优化算法进行TLD尺寸设计,发现基于后者设计出的方案较前者具有更好的可行性、实用性和对地震谱的鲁棒性。利用TLD拟固体化方法对选用的多功能TLD设计方案进行减振效应分析,发现多功能TLD不但能够抵消普通水箱引起的附加地震作用,而且在扫频波、EL-Centro波、上海人工波激励下,TLD系统对宿舍楼二层、顶层分别具有不低于33.91%、23.85%的减振作用。

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