文档介绍：作者:李春祥男 1964年12月出生博士后收稿日期:199903 12 高层钢结构建筑TLD风振舒适度控制优化设计李春祥(上海交通大学上海 200030) 摘要: 高层钢结构风振舒适度控制是结构设计的一项重要内容。介绍了TLD-钢结构系统风振舒适度控制优化设计方法、步骤及算例。关键词: TLD系统钢结构舒适度优化设计 THEOPTIMALCONTROLDESIGNFORWIND-FORTOFTLD-TALLSTEEL-STRUCTUREBUILDINGS LiChunxiang (ShanghaiJiaotongUniversity Shanghai 200030) Abstract: fortoftallsteelstructuresduetowind-inducedvibrationisanimportantstructure ,fortofTLD- steelstructuresystemsobjectedtowind. Keywords: TLDsystem fort optimaldesign TLD是一种固定在结构楼层(或顶层)上的水箱。当结构在脉动风荷载作用下而发生振动时,将带动水箱一起运动,使水箱中的水晃动起来产生波浪,此波浪对水箱壁的水动压力,就构成了对结构的减振力。TLD系统的高层结构风振反应分析在理论上已较完善,但高层结构-TLD系统抗风优化设计方法有待于进一步完善。使用建筑顶层水箱,将其设计成TLD系统,以控制风振加速度,是一种实用的方法。 1TLD-结构系统的传递函数设水箱(如图1)设置于高层结构第k层, 则TLD-结构系统的运动方程为: M¨X+C﹒X+KX=P(t)-F TLD(1) F TLD=DM F(¨x k+d 1F 1¨E 1) (2) ¨E 1+2ξ 1ω 1﹒E 1+ω 21E 1=-¨x k (3) 式中M、C、K分别为结构的质量、阻尼和刚度矩阵;P(t)为脉动风荷载向量;M F为水箱水的总质量,M F=2ρlbh;¨x k为第k层楼层加速度;d 1= 8π 2;F 1= 2lπh th πh2l ;D=[0… 01第k列 0…0] T;ξ 1为水箱水的第1模态阻尼比;ω 21= gπ 2l th πh2l 。分别对式(1)~式(3)进行模态分解: X=∑φ iD i (4) 图1 水箱(a)-平面; (b)-剖面式中:φ i=[φ i(1)…φ i(k)…φ i(n)] T 则方程(1)变为: 27 IndustrialConstruction1999,, 工业建筑1999年第29卷第10期[1+μφ 2i(k)]¨D i+2ξ iω i﹒D i+ω 2iD i +μφ i(k)d 1F 1¨E 1=F i (5) 式(3)变为: φ i(k)¨D i+¨E 1+2ξ 1ω 1﹒E 1+ω 21E 1=0(6) 合并式(5)式(6)可以得传递函数矩阵: H Di(ω) H E1(ω) = -[1+μφ 2(k)]ω 2+j2ξ iω iω+ω 2i -μφ i(k)d 1F 1ω 2 -φ i(k)ω 2 -ω 2+j2ξ 1ω 1ω+ω 21 -110 (7) 上列式中: M i=φ TiMφ i, C i=φ TiCφ