文档介绍：钢结构电视塔的风振控制研究刘学利李春祥( 同济大学建工系王肇民 2 ( X] 伪 2 ) 摘要对由耗能器控制的钢结构电视塔的动力特性进行了研究对于具有非经典阻尼结构的动力反应采用了一种近似的振型分解法结果表明耗能器能较好地抑制结构的风振关键词耗能器电视塔振动控制 R IS EARCH ON T HEW L呀 DVBI RA1T 0 NCO NTRO LO FS T Fn 厂1丫 IDW ER Li X叱 11 Li (上 g (块 piat~ f Bulldi g Eginee irgn W g 21 T 自 1 U i Zh ~ iy 20)刃2) A加比 tC D洲 prn详 ies f ee l Tv 伏 co or ll曰司川 d Plde肥 hd i &劝 50 1祀 d” m ic渭 Pnse f 价尹阴也 vE d p T v 讹 vibart i co orl 切VE da p州 is 诫 de ru 侧 h 心 ica l AP Por ixam 山m pign 电视塔作为一种高耸结构具有高柔特性对地震及风荷载的影响十分敏感由于塔顶位移非常大较难满足其正常使用要求国内外许多学者提出在结构上安装控制装置对结构反应加以限制以满足正常使用的要求伙结构控制分为主动控制被动控制和混合控制主动控制由于需要外界输人能量及计算方法中的时滞等问题使其在实际工程中的应用受到限制与其相比被动控制装置由于形式多样应用方便可靠性好而受到广泛应用粘弹性耗能器( VE)是应用较早的被动控制装置 1969 年首先应用于美国纽约的世界贸易中心消除由于风荷载引起的居住者的不舒适性 Zhagn l2]等人通过试验证明了粘弹性耗能器能有效地减小结构的反应一般情况下控制装置是按照结构未施控时的参数来设计的但结构上安置耗能器后结构本身的动力特性发生了变化在结构的动力分析中如果不考虑结构的自振频率和阻尼的变化误差会不可避免地产生甚至影响耗能器的减振效果同时由于耗能器的显著阻尼水平改变了结构的阻尼分布使结构具有非经典阻尼特性这样原来对经典阻尼结构的动力分析方法如传统的模态综合法已不再适用3o[] 本文以钢结构电视塔作为研究对象分析了结构在耗能器控制下的风振反应研究了耗能器设置的变化对电视塔结构自振频率和阻尼比的影响在结构动力分析中采用了一种近似的振型分解法先应用无阻尼实模态作为坐标基底对结构运动方程进行坐标变换得到一个低阶动力方程然后用直接积分法进行求解这样可以大大减少计算工作量 1 粘弹性耗能器的计算模型粘弹性耗能器一般安装于主体结构两点作者刘学利男 26岁博士收稿日期:l卯 8 02 10 3 4 Idn 璐角目助飞杠 Ctlo l卯8,vo L28 Nb8 工业建筑 1卯 8年第 28卷第 8期间相对位移较大处结构在外力作用下发生振动时由于两点间的相对位移使耗能器发生往复运动在交变应力作用下粘弹性材料发生剪切变形并且耗散能量这种能量损耗表现为机械阻尼具有振动阻尼的作用从而达到减小结构振动的目的影响粘弹性耗能器性能的主要因素是激励频率和环境温度 5 。。gn 等认为粘弹性耗能器在高温环境下也具有较好的耗能作用ln, 因此本文只考虑频率对粘弹性耗能器的影响因为粘弹性耗能器对所控制的结构提供附加刚度和阻尼故将其计算模型取为弹簧阻尼器形式如图 1所示假设弹簧等效刚度为气阻尼器等效阻