结构振动控制技术张

结构振动控制技术湖南科技大学土木工程学院二0一二年三月主讲：王修勇教授第一章绪论结构的动力反应结构在动荷载作用下引起的响应地震风车辆...常见激励地震作用（中国发生的14次地震）1556年中国陕西华县8级地震，死亡人数高达83万人。1668年山东郯（tan）城8.5级，波及8省161县，史称“旷古奇灾”。1920年宁夏海原县8.5级，死亡24万人。1927年甘肃古浪8级地震，死亡4万余人。1932年甘肃昌马堡7.6级地震，死亡7万人。1933年四川茂县7.5级地震。1950年西藏察隅县8.6级地震。1966年邢台6.8级、7.2级地震，共死亡8064人。1970年云南省通海县7.7级地震。死亡15621人。1975年辽宁省海城县7.3级地震。地震被成功预测预报预防。1976年唐山7.8级地震，死亡24.2万人。1988年云南省澜沧7.6级(澜沧)、7.2级(耿马)的两次大地震。2008年汶川8.0级地震，6.9万人遇难。2010年青海省玉树7.1级地震2003年12月伊朗6.6级强震，5万人死亡。2004年2月摩洛哥6.5级地震，

564人死亡。2005年3月苏门答腊8.7级地震，

1300人死亡。2005年3月日本南部7级地震，

1人死亡，672人受伤。2005年2月伊朗南部6.4级地震，

602人死亡。2006年5月印尼爪哇6.2级地震，

5782人死亡。2007年7月日本新潟6.8级地震，地震造成11人死亡。2006年7月印尼7.7级强震，

668人死亡。2007年9月印尼7.9级海底地震，10人死亡数百人受伤。2007年8月秘鲁8级强震，

510人死亡。2009年9月印尼7.9级地震，

5000人死亡。2010年1月海地7.3级地震，十余万人死亡。2010年2月智利8.8级地震，

799人死亡。2011年2月新西兰6.3级地震，200人遇难。2011年3月日本9.0级强震

2011年3月日本东北部海岸发生9.0级地震。2011年3月缅甸7.2级地震。地震作用（国外发生的16次地震）产生传递引起震源

地震波建筑物所在场地结构的地震反应地震的破坏作用钢结构(扭转)Torsionbyeccentricstiffnessinplan

地震的破坏作用多高层钢筋混凝土结构

TaiwanEarthquake1999.9.211:472,300地震的破坏作用底层大空间LessonsfromEarthquakes:

damagebyweakfirststory(onlycolumns)低层剪断滑移LessonsfromEarthquakes:

damagebyweakfirststory(onlycolumns)地震的破坏作用中间层刚度突变,剪断LessonsfromEarthquakes:

damagebyweakstoryinmiddleheight地震的破坏作用平面不规则单层LessonsfromEarthquakes:

Lowrisebuildingsalsoarewereseverelydamaged地震的破坏作用房屋内部设备仪器倒塌破坏LessonsfromEarthquakes:

Facilitiesinsidethebuildingswereseverelydamaged地震的破坏作用地震中破坏的桥梁风的作用

英国泰湾桥风毁1897年风作用下结构可能发生颤振、驰振、涡振以及静风失稳风灾破坏事例1948年美国塔可玛桥（TacomaNarrow）风毁Tacoma桥风毁视频风的破坏作用从1918年起，至少有11座桥梁毁于强风风的破坏作用风灾破坏事例-静风失稳冷却塔风毁输电塔风毁台风毁坏的房屋和桥梁风灾使广告牌毁坏风的作用斜拉你桥拉蔬索风柔雨振霞（日猪本）风的窄作用斜拉桥示拉索风阁雨振（租洞庭湖尸大桥）风的作云用To薯ky恶o态ba杆y胶Br蜘id君ge风的作始用结构振动控制被动控制主动控制半主动控制混合控制金属屈追服阻尼地器基础隔震粘弹性凡阻尼器摩擦阻鸣尼器粘性笋液体锋阻尼束器调谐殃质量脆阻尼介器调谐液刷体阻尼漆器质量察阻尼杠器主动雹斜撑昨和锚炭索主动傅质量涛阻尼阴器混合质午量阻尼坛器主动变拍阻尼控紧制主动变彻刚度控量制磁流想变阻朗尼器电流沾变阻锣尼器耗能减蜂震可控股流体振动控案制技术的发展现斧状MMPassiveDamperMBase

IsolationMmTunedMassDamper被动控总制形式Pas外siv奖eC坦ont灵rol治Sy谷ste嚷msSt压ru术ct冶ur渔eEx岸ci购ta闭ti趁onRe鸟sp减on历sePE樱D研究结饮构振动茎控制技准术目的控制结淡构的振童动响应保证肉结构逐安全稠；提高结溉构的舒默适性留；避免哨因结遣构振杂动引艺起的竟公众酬恐慌形。振动控漆制技术叔简介及退发展历甜史（1）被援动控也制a、隔震188新1年，燥日本拥河合申浩藏叨提出扩了结未构基计础隔瓦震的济概念嫌。192蝇4年，坛日本溜鬼头过健三童郎，躲提出兵了基册础轴阵承隔当震方纳案。197毕8年，绣美国Kel狼ly等，提恰出叠层余橡胶支雕座隔震收方案及著技术。绪论b、耗能减仙振197羞0年开琴始，Ke箱ll登y提出归在结码构中岔设置斩非结否构构社件的得耗能贡元件—金属软攀钢屈服到耗能器瓣，包括情：扭转债梁，弯粒曲梁、U型钢翅器件周等，望这一和思想厌是对灰结构甩抗震歪延性晕设计惰的一艰个重亩要发盐展。拼阻尼徒器被掀动减凯振应惑用。80年代开茶始TMD纪,TL急D,T戚LCD的应少用。（2）主动控顷制20世纪50年代，酷日本Ko北bo更ri提出结买构变刚洪度减震室概念。197复2年，Yao应用宽现代千控制平理论郑，提酸出了扎土木扎工程肤结构醉振动盆控制任的概埋念，贪开创胳了结江构主沟动控衡制的叼新里拾程。结构主傲动控制挽特点：锐能取得埋很好的工效果，碧需要很京大外部扑能量的虹输入。绪论（3）结构撕半主糊动控回制近几鸣十年光来，铸半主影动控吃制发化展迅权速。恼半主唤动变始刚度输，半腰主动贴变阻破尼：星电流籍变、略磁流构变。半主败动控此制特盛点：脸输入项能量供很小货，控攻制效戏果接侨近主锻动控披制。3、讲授内哲容隔震表、TMD控制揪原理克、TL铃D/赛TL贷CD减振眼、阻何尼器病减振质，半既主动色变刚躁度、桐半主溜动变靠阻尼洁、混布合控瓜制，慕半主瓶动与启混合构控制渠，主塞动控璃制与机智能翻控制尽：主懒动控耕制、局智能迅控制够、自纱适用模控制钉。绪论参考维书目《结构振撕动与控促制》—李宏宿男《结构药振动翠控制台：被杰动耗猴能减笼振，程主动失、半钉主动亿和馋智能乱控制》—欧进衡萍《高耸仅结构朝振动哄控制》—王肇民《结构毫工程蓝中的火被动捡消能齿系统》—等绪论第二吸章贵基底教隔震1、概拳念基底饱隔震阅：在汗基础上和上竞部结的构间喊设置烈隔震略层，油使之婶与固风结于要地基斯中的泼基础勒顶面帝分开纳，限刚制地贝震动停向结演构物铲的传息递。碍隔震央层水什平刚幻玉度显牧著低财于结艰构的冬侧向白刚度旨。目链前基讽底隔纽奉震主炸要用勉于隔莲离水除平地族震作年用。2、原理通过敌设置做隔震敲装置功系统幕形成塘隔震好层,延长结愿构的周芹期，适炒当增加给结构的溪阻尼,使结原构的葵加速添度反械应大系大减运少,同时禽使结赛构的唱位移银集中衬于隔绩震层,上部结眨构像刚撒体一样,自身相位对位移习很小，奸结构基逼本上处缸于弹性恨工作状窃态，从册而建筑录物不产礼生破坏时或倒塌波。动力方惯程：设：图2.收1基底隔道震模型其中D为动园力放爬大系叫数，缓当β较大筋时，D小于1。图2.2动力挣放大匪系数稳态相航对位移拍反应：弹性傻力和代阻尼绝力：总作麻用力躁的幅逐值：传导比竖：图2.3振动义传导芦比此时具炮有隔震订效果。一般地战震的周歇期为0.1惯s,卓越频音率10酱HZ，采用应隔震层宴，相当努于减小k，周期叶为0.4～0.5盐s，结饮构固赴有频刑率0.踩2～0.2捉5HZ。a、提高庸了结构笛地震安瞎全性及饥舒适感籍。b、防止俊了非结赚构构件骑破坏和价建筑物俊内物品足振动、播移动和鼓翻倒。图2.4隔震与巾非隔震巩结构地丘震反应聋对比c、降低煤了房屋邻结构造镜价。7度区粘可节街省1％～3％；8度区云可节舰省5％～15％；9度区应节省10租%～20猾%。d、结构佳平立面距设计较戚为灵活牛。e、可以走保持仪寻器和设瓣备的正腥常使用陷功能。3、隔震闯结构的仰特性4、基底雕隔震方寸法（1）橡胶垫镜隔震：竖向裹刚度大稀，水平盒刚度为叠竖向的1%。橡烘胶垫层巴隔震支睛座：普嗽通叠层祖橡胶支坑座；铅石芯叠层养橡胶支衣座；禾高阻尼奥叠层橡寒胶支座闯。图2.墓5橡胶垫顶层隔震继支座（2）滑、夜转动肌支座a、聚四茄氟乙烯让支座：岩对输入捡的地震痰波频率虹不敏感清，隔震氏范围广勾；b、回钟弹滑店动支珍座；c、滚繁轴、秀滚珠涂支座笋；图2.6滚轴、诱滚珠隔领震装置d、摩擦彩锤支座泛（FPS）e、摇单摆支惩座f、踏时步式恐支座图2.7摇摆式藏隔震支济座涝图2.伴8踏步常式隔积震支采座g、阻尼齐器5、隔震析装置性护能隔震阶装置梁是指铸将结仍构与慰地基伍隔离酒的装壶置和薄机构找，它抬一般衣由隔且震器罗和阻耳尼器帐组成炸。求要求恐隔震蛮器具泰有承回受荷呀载的寺能力惠、大市变形练性能篮和在欣大地主震后粱帮助夕隔震拍器迅监速恢好复到呢原位浪的能牙力。目前，让世界各己国广搁泛接受饭和采用谋的隔震越器是多字层(或叠担层)橡胶支孩座。图2.序9多层橡就胶和单售层橡胶去块的变认形状态（1）普通哪叠层橡尸胶支座到的力学帮性能a、竖向毅变形性通能b、水平恳大变形境引起的之竖向变客形图2.毯10竖向受宫压时的伐荷载—位移年曲线指图2.1假1水平大扭变形引傲起的竖绩向沉降c、水平离变形性押能图2.1减2水平荷欲载—位移曲许线勒图2.图13竖向浆压力汤对水阿平刚狱度的评影响（2）铅初芯多遥层橡绑胶支宜座a、竖淹向变翁形性简能铅芯宗多层你橡胶挂支座飞在坚素向压哲缩时勇的荷优载—位移节曲线粮，以迹及伴搜随水层平位权移发遥生的济竖向合沉降披量均蜜和普脑通多守层橡辱胶支蛙座的强性质阳基本呀相同具。b、水平肯变形性贝能图2.兄14铅芯橡巾胶支座颈水平荷芝载—位移的终关系（3）高扯阻尼处多层夕橡胶足支座a、竖向饭变形性银能在竖土向压票力作钩用下铃，高鹿阻尼址多层激橡胶诞支座钩的荷皮载—位移黎曲线均，以张及伴小随水欲平位素移发土生的激竖向窑沉降境量均临和普痛通多担层橡蜂胶支收座的病性质听大体剥相同幕。b、水平歼变形性楼能图2.1圆5高阻时尼橡拆胶支若座在峡水平灵荷载谢作用举下的壮滞回芦曲线（4）阻妥尼比版的确滔定其中点：—滞回曲给线包围仗的面积茂；d—水平炉刚度—水平匙位移6、隔关震动娇力反霞应分副析（1）隔药震层爹分析值模型a、考虑注隔震层宏的最大树位移在驻多层橡悉胶隔震花支座的农线性范骗围内(一般最朵大变形心约为250％)，故在千该范围功内模型洋可取为泻线弹性巡寿的。b、当抛采用贪的阻概尼器劣为粘侄滞型绿阻尼容器时尸，阻大尼力F可按蝇下式伙计算羞：式中目，v为相损对速割度；c为阻尼女常数；n为待定贱常数，佛一般取n＝0.5收~2.甘0。图2.1碰6橡胶垫粥层隔震国层恢复求力模型d、铅桥芯多济层橡凡胶隔捞震支扬座和洗高阻艳尼多不层橡俩胶隔马震支俘座可最采用斑修正歇的双灶线型大模型胀，如散图：c、当采械用的阻址尼器为财滞回型掩阻尼器善时，隔饰震层系进统分析膝模型可庆采用如茂图5.1颤3所示拣的双肉线型泊模型候。图2.1飞7修正设的双荷线型彩恢复辱力模从型（2）隔逝震分喂析模落型a、刚罢体模阳型基底深隔震彩多用俘于高词宽比昏较小额的中搅低层粥房屋永。如例果上帐部结汤构的既刚度扩较大莫，则精由于铲隔震栽层的低水平乐刚度付相对荷小得罗多，咱上部象结构向可简饭化成磁刚体逼。2.1急8隔震结幼构的刚给体模型振动彩方程击：式中，[M]、[C惭]、[K饥]、{U类}和[I漆]分别惭为体积系的狗质量趴阵、走阻尼谅阵、碰刚度牢阵、咬位移疮向量在和位斤置向夏量，透具有丘如下勒形式院：b、多捷质点料体系嫩平动昂分析段模型当上塑部结胁构相恢对较匆柔、煮层间戚变形屑较大植时(如多欺层框嗓架结离构)，隔震丧房屋可派简化成句多质点召体系。图2.1巨9多质点蛋平动体旋系的分辨析模型动力疏方程：c、多钳质点痒体系决平动—摇摆分乱析模型当上部恳结构层推间刚度裹相对较役小、垂放直荷载处较大，屿而采用宅的多层陵橡胶垫夜的橡胶列总厚度过较大时剖。可能遵产生明垄显的坚椅向变形吓。在这沫种情况汇下，不及仅要考块虑结构册的水平逢振动，秧而且还榴要考虑兴结构的择摇摆振波动，它卖的分析柜模型如由图：图2.唱20多质霜点隔抖震体昂系平授动—摇摆振身动分析培模型振动露方程抢：式中为结滩构地兼板的脚摇摆护角加毕速度还；[H大]为体系普质点的位奶置矩症阵。d、隔震渠桥梁支就座模型1）、聚型四氟乙优烯支座摩擦力葬：图2.阻21聚四激氟乙师烯支矛座模压型2）、R—挪FB燃I（回弹瞧滑动支匠座）、FPS（摩擦抹锤支座凤）模型图2.茄22回弹滑榴动支座侵模型世界患中,美,日三柱国隔把震结构奏工程应牌用应用谱层数:中国19层，已建纷近450幢美国29层，已鼻建近100幢日本42层，已建近12急00幢中国应悉用数量失：19底91年～群现在已建45宪0幢(广东,西昌，如新疆，烤云南，站山西……笑.)我国谜隔阴震技命术的六应译用为人民醉建造确久保地震超时安全帐的住宅让人奔民享戏用免撤遭地璃震伤沈亡的脑权利(1)中国照隔震悄建筑桌分布谦：已应用赖在我国吹广东，谨福建，蚊山西，电陕西，碧云南，四川，去宁夏，百内蒙古救，新疆滥，河北跑，河南少，江苏扁，北京，丽上海，匠天津，化台湾等16个省市诊自治区(2)中国凭隔震咐建筑健数量晓：在我国辉设计和匀建成隔舞震房屋炸近450幢(3)范围:住宅,办公窝大楼,教学毒楼,医院,指挥中树心.邮电通弟信楼,博物穷馆,体育旋馆….民用连住宅70卷%,重要建额筑20赌%数,其它10忘%中国隔污震建筑纸应用绣分布图鸭（已建犯成）199妙3-侄20谎02隔震技术应用分布图多种隔气震型式（1）基色底隔绝震（有蛙地下华室）（2）首爆层隔帝震（无疲地下腾室）（3）层间化隔震（竖向绢不规则剂）我国第来一棟橡围胶支座当隔震房茫屋（8层住宅况）-广东狱汕头19敲89赠-1阵99斯3Se料is脚mi斯c倾Is苗ol莫at肺io侧n-柳Ap奥pl警ic寻at价io行n惜in页C说hi没na平面严布置童图Ho踏us从es茶i歼n胆Sh坦an晌to堵u眉Ci牙ty乒(斧2)隔震驾房屋不隔震涨房屋隔震结色构工拦程应用请及码地震考脏验Se可is洒mi坛c候Is犁ol乐at腰io丛n-补i乔n针Sh涂an胞to卷u机Ci幼ty越--赞Ea渗rt拳hq快ua渠ke择e唤xp明er考ie扬nc软e中国第早一栋:1踢993年汕慌头8层隔震嫁房屋(联合交国UN裳ID言O国际项楼日)中国地旁震考验:1系99美4.病9.粒16台湾壶海峡断地震(M抖7.从3)汕头传统喊房屋:晃动包激烈人站不县稳青少年荷跳窗逃菜（死伤12笔6人）水桶筐溅水1/3汕头隔震房核屋:人无警震感云南大程理--隔震您结构利工程崇应用绣和地影震考托验（首层隔歉震广荣东澄海鱼政府党干部住宅楼阳（7层）Ho夏us歌es蝇b寨ui婚ld炮in叠gs竞i势n税so冤ut党he浇rn举C与hi宇na首层隔转震四川喉西踏昌均隔震臂住宅牲楼（8栋）199拾5Ho位us给es烧i枪n朱Xi讯ch威an长C慎it旋y隔震支柿座基底隔穴震首层吊隔震广州糟市地广震监板测指侍挥中裁心200港0年首层偏隔震汕头系博物栋馆19虑96年Mu顿se龟um恭i览n存Sh穿an炮to法u速Ci郊ty乔,影so米ut佣he母rn社C宜hi券na缴(蛛1)首层隔卸震四川节西昌慰邮电局舍隔震痰楼（7层）199欠5隔震湾支座基底击隔震太原市贝图书夸挡案馆呀隔震叮楼(6层)1累998隔震邮支座基底隔唱震太原臭综晨合楼-Ap信pl豆ic富at资io阁n介in括C镜hi贸na和H迅ig标h叔ri挂se皂(驼19听s鹿to缎ry承)畅bu下il更di特ng重i扮n佩Ta孝iy轿ua齐n冒Ci核ty医,n瓜or块th司er梨n枕Ch咐in渣a新疆探乌鲁木走齐石留化厂区隔震住宅石楼群悔（38栋，13万m2）200三0年当年且世界艇隔震捡面积六最大(基底隔谨震)新疆宝乌鲁木鞋齐第即八钢厂蔬区隔屯震住宅扯楼群地（36栋，12万m2）200座1年当年西世界砍隔震牙面积迷最大(基底隔价震)Is樱ol忌at踏ed想b宋ui纺ld文in猪gs父-钳-开th第e嗓la畏rg延es腿t菊ar所ea僵i哗n袋th填e惯wo斜rl泰d北京师地铁旬地裤面枢桥纽站齿大为面积枯平台梢上兰隔震森住宅松楼(建设急中)●RC大平室台（20挡00米150议0米）蚊上建造48幢9层的困隔演震住谱宅楼●隔震建筑地面积480营,00孕0平方米目前怕世辞界面积最大注隔震建筑醋群隔震层(隔震支拍座)层间木隔震–昆St说or雅ie顷s阶Is遵ol恐at稍io抓n隔震蓄层(隔震支碑座)北京地纱铁9层乒隔震烧房屋驻（2）北京顾地铁9层隔震房屋振（4）(M叛)丙17密P0僵4B剃J羡05St抚or素ie求s-临is除ol贿at修io宇n隔震房屋完滔好无损El粱Cen仗tro哲w榨aveTi途an和ji怠ng厉wa耍veLo删ca梯l温Si恋te劲w建av围eGro称und辽Mo辣tio象n地震Ag饲=鼠0.蔬60忘gIso望lat话ionSt窑ru受ct境ur聪al份A荷cc帆.结构As=茄0.脊11～0.饰16圾g(M)夸17迟p04羡BJ圈IS火O0妙7

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U城SC唱Uni社ver壮sit食yH陕osp蛙ita劣l–础wi交th冒iso嘉lat东ionSe的is痒mi梳c剩Is临ol通at需io袖n-裤Ap咐pl寨ic殃at屠io秀n铺in吐U机SA色(捏2)洲U庸SC蜡U脊ni住ve揭rs票it嫩y墨Ho铅sp缝it敞al款–废w陪it趣h材is衣ol倡at矿io母nSe睁is牢mi眠c浑Is票ol球at角io错n-讽Ap狼pl招ic朋at蜡io病n疑in影U破SA渗(弊3)协U谦SC极U翠ni播ve僵rs傅it朱y劣Ho勉sp喂it绝al祥–副w遥it夕h辽is卖ol申at遍io氏n叫(A玻ft茧er存E炮Q菜19锦94屯.1崇.1胖7,载N阳or错th窜ri侍dg劣e)Sei扭smi着cI真sol重ati絮on-Ap竞pl否ic隆at搬io词n奸in常U洁SA牲(巷4)企U碎SC祸U网ni薪ve感rs鞠it抽y观Ho中sp思it祝al虾–莲w物it木h单is投ol育at缓io控nSe植is访mi卡c王Is灰ol迷at振io剖n-App续lic锹ati宏on睛in薪USA节(5折)辉Oli男ve娘Vie盈wH哪osp拥ita岛l–怒wi愚tho般ut歇iso册lat义ionSei婚smi棉cI辛sol洋ati倾on-Ap睁pl蓄ic鸦at食io张n穴in欲U枣SA跟(狭6)我Ol市iv渔e谷Vi消ew们H多os保pi植ta陈l冻–糠wi飞th岔ou缘瑞t炒is揉ol场at农io绕nSei枕smi启cI猾sol杨ati场on-Ap售pl踏ic完at睛io雁n舅in敌U勇SA捡(贡7)毙Ol货iv棵e既Vi爱ew晴H澡os子pi渔ta究l屠–塑wi握th全ou应t头is罩ol蚊at酷io葛nSei赏smi瓦cI击sol栏ati京on-Ap弊pl仅ic酱at肠io正n唉in稳J曲ap猪an贤(瓜1)独W困es齿t令po翁st算&虚c末om晒mu涉ni栗ca厚ti疏on迈b颗ui彩ld搭in慈g-恭-帐wi燃th兵i老so锐la两ti宫on539惜65拥m2ele近ctr断ic枝and众co何mpu察ter抱fa棚cil侄iti棕esSei丙smi轻cI妇sol建ati倾on-Ap齐pl孟ic乞at观io解n蹦in炸J劫ap认an锈(处2)雅W兽es粱t合po键st躺&母c充om陡mu共ni夏ca他ti察on渠b恢ui怜ld薪in犹g-兄-修wi灰th军i年so饮la做ti仪onSe壳is残mi声c桶Is低ol跟at腊io锄n-喝Ap衰pl丝式ic每at被io揭n坊in阅J些ap河an梯(软3)蛮W桶es纷t膀po巨st箱&师c查om夏mu贺ni杂ca赏ti轻on席b启ui传ld寻in呆g-庭-城wi叉th惜i边so贝la怨ti搭onJa拣pa盗n进Ko指be锯E首ar盛th与qu亿ak鸭e胞1塌99略5.碌1.朗17凳5:睬476,0棉00Ja卷pa英n户Ko义be格E吓ar逆th答qu开ak捉e班1摆99米5.忧1.筛17忧5:腔476,俩00剧0Sei针smi治cI持sol洪ati湾on-App坟lic幅ati顾on该in刘Jap蚀an日本丝式高层俘（26层）另隔震呜住宅借大楼日本警高层提（32层）稿隔震奖商住苍大楼日本蹈超高痒层（42层）隔取震住宅并大楼（渗大坂市压）200艳2.1冬0.施工言至28层日本准超高絮层（42层）忆隔震分住宅疑大楼兰（大敬坂市依）日本超肯高层（42层）隔像震住宅剖大楼（损大坂市予）旧房坝屋加蛮固Se怜is辽mi嚼c糊Is网ol通at抖io否n-笑Ap抽pl师ic凑at邪io施n结fo偏r映Re慰tr布of抖it匙i枪n奖US时A俩(1昨)洁Sa挽lt乎L帝ak咸e抹Ci迅ty奇a葛nd丙C展ou习nt恰y龄Bu惨il哥di旷ng谋—b迹ea基ri幼ng抖p旨ut厦o商n钱th劫e译ba脆se层间值隔震（旧房屋勤加固）Sei锡smi稿cI银sol么ati秩on-领App鹊lic睡ati泻on住for绣Re并tro捐fit颠1炸6s乎tor召ies洽Bu辈ild血ing食—be犁ari侨ng似put灶on缩慧8t店hf其loo静r旧房屋柴加固之（日本Kob耀e）旧房屋棕加固拘（新西圆兰）旧房屋话加固概（新西躲兰）桥梁、光地铁等辱应用南疆岛铁路捧布谷阅孜铁套路隔纽奉震桥刑（9孔，各32米）20队00年通车200大3。2。24新疆伽办师地震6。2级别L=5发0KM地震后救灾织物资源源不凶断兔运往备灾区Se殃is项mi巩c庆Is拌ol宁at验io季n-被Ap桨pl则ic鸡at柿io叮n详in乘B先ri价dg酒es逗i掠n图Ja支pa违n脏(1洪0)Se情is俱mi赔c哲Is笼ol本at严io和n-债Ap吸pl况ic具at陡io炸n转in附O完il速T谦an益k派(4助)Se盗is强mi躲c犯Is纺ol在at艰io民n-些Ap违pl矿ic互at啦io游n手in责i浪nd惹us喇tr围y蜻fa脱ci阔li汉ti求es第三太章比调谐多质量摊阻尼纹器1、概述调谐质枕量阻尼弊器（Tu内ne潮d溉Ma打ss巨D守am效pe廉r，简观称TM可D），该条系统是找一个由破弹簧、嚼阻尼器友和质量娱块组成供的振动省系统。TM赢D振动乳控制饭机理女：当侧结构在外激玩励作用弹下产生缺振动时林，带动TMD系统季一起虎振动的，TM纯D系统岂相对春运动登产生芬的惯蜂性力外反作撤用到杏结构笨上，好调谐说这个简惯性千力，绒使其租对结忧构的亮振动素产生介控制恶作用惯，从与而达拾到减殊小结停构振港动反舰应的邪目的遵。图3.1蔑TM茂D结构肃系统研究亿表明女，调凉谐TM院D系统蝇的自办振频母率与钞结构城某一严振型乔自振蒙频率谨一致暑时，TMD系统对好此振型辫的振动振反应控盾制效果悬最佳。应用揪：应用较材早的被泽动控制残装置之进一，在畅结构风艺振中应肥用较广港，可以剖用于控护制结构王的风振压和地震浇反应。优点叉：(1)对结重构功挑能的探影响贫较小作；(2荡)安装咽简单暮、方甘便；(3)维修胜、更塘换容蛙易；（4）可项以减巷少工驴程建芬设的串造价赏。缺点想：增加结骑构的附异加质量1%～2%。，设：则：求解半得：图3.2无阻尼TM底D计算串模型无阻尼耀运动方联程：2、调杠谐质乐量阻滨尼器书（TM烂D）的痰基本劣原理式中：若令：*主殃振系次统振筋动消君失，窄称为谱动力鬼调谐汪条件毙。则：*阻走尼器屑弹簧积传递砌给主符质量栗的作奋用力剂：正好谢平衡谈外激临振力势，相姨互抵港消—无阻建尼力隶消振朋器原狸理。设：图3.3有阻仇尼TMD计算模摧型3、有阻天尼消振兽器运动消方程秒：可以碎得到虚：设：推出叮：为了菌简化石分析脊，设分，洪则：取图3.4主振糟系统约振幅吊曲线*存在2个公资共点滨。*对于棵任意的f，公共埋点的纵叹坐标是笛不同的油。*改变f，可拉以得棍到2个公店共点养纵坐气标值甲相等君。*当公伸共点纵姑坐标相岔等，调陶节使主振下系统振规幅曲线乔的一个绣峰值与浪公共点费重合，趟这时主瞎振系统霜的振幅旷最小。优化洗设计1）利用脑第一个就优化条器件（两岔公共点乳纵坐标纵相等）因为鼓公共脑点与真无关挑，取病则：此外：两个馆公共佣点与无关，器固有对应存些在2个正划根（即非两个雄公共渠点）杯由韦战达定乎理知州：联立研方程话组求板解：于是督有：优化志值：2）利用宫第二个膛优化条缝件：振释幅曲线遗的一个毯峰值与飘公共点判重合。可得当故较小时愚，差别不侧大，则废可以令栽：*外控部激轰励为旗随机才过程滴，采圣用谱剃分析寒。*宽修带过西程，趋频率慎分布诸广，井宜采蜻用AMD。*MTM嘴D主要桌用于楼抗风笔设计匠，抗毒震方波面备龟受争受议。*当恢，对于买不同箩的，振脏幅曲低线不爸存在批公共皱点，半不能将按上蔽述过坑程求孔解，可以纱采用数拾值方法懂计算。TMD应用67足.5径m244董mShi况nju静ku鼻Par减kT佛owe昂r(带199域4)Rol督lerCi收ti旅co根rp双B街ui辱ld坡in屋g27针8m手i逼n奖Ne纳w娘Yo晒rk41瞒0ton帝co介ncr误ete种bl茶ockwi名th捏t载wo疏s阁pr炒in猛g镰da旱mp无in摊g腔me叛ch冤an递is顿ms姓,末wa腰s稍in醋st帮al斗le殃d庭in杯t眠he按6散3r织d棕fl鹅oo课r.第四矮章形调谐笼液体邀质量甚阻尼趟器1、概述调液恢质量擦阻尼晚器是殊一种差结构映被动断控制竖装置能，它锡是装磁有液浇体并帮固定落在结匹构上溉的刚错性容狠器。却包括集：TL多D(肆Tu复ne幼d韵li铜qu洋id题D贼am虑pe自r)、TL糊CD扣(T疗un围ed滨l鼓iq拐ui雕d括co为lu舒mn侮D摘am概pe坟r)。调液质恰量阻尼柏器的减怎振原理：将调口液质量械阻尼器科安装在粮结构上的，当结证构受荷倍载作用气产生振丽动时，越阻尼器疾中的液念体发生裂振荡。迫液体振仆荡产生待的动水允压力作毅用于刚点性容器客壁并传嗽播到结悄构上，伪从而对踢结构运熊动产生航影响。法这个作紫用是惯假性力和奇耗能作恩用的组恼合，利逼用其阻谦尼的耗即能作用老和惯性傅的吸振谅作用，改达到减认小结构帅反应的秀目的。应用：船防脾滚动箱取、卫星睡转动轴跑减振、批海洋平瞒台、高余层结构誓的风振薄。调液质寄量阻尼编器有很呜多优点痛：(1)经济驻，基杯本上衣不增为加或测增加涛少量烫的土换建费夫用就既可以贪达到伟减振康的作达用；(2)简单梨易行冬，可尤方便镰地将舍盛液多容器拔安装丛在结希构上(3)较少仿的维昆护费稿用；(4)适合肌短期楚或长街期使腾用；(5)多用途骨，盛有券水的TL则D可兼做喇储水装韵置；(6坑)无污染坐，阻尼抢器中液贺体使用晋普通水陶时有利蒙于环保前。2、TLD的减原震原悟理研究证记实，TL可D的减朵振作妇用与净容器弃中液淹体的绢质量留、频劈燕率、信粘滞罚性及灵容器布的尺晨寸等摧多种责因素讨有关孔，调街节这付些参极数就抢可以宗改变TL段D的频率罪。TLD对结构巴的控制渣力由两普部分组粥成：一刑部分是汉水随结笼构一起咸运动所目产生的耗惯性力晋；一部盐分是水俱运动时滴产生的昆粘滞力鉴。当TL杠D中的歼液体蹈使用掠水时略，由炮于水些是低历阻尼政的液锄体，仗运动皆时产铸生的吊粘滞礼力可炊忽略刷不计赌。此贯时，苏水运灯动产捎生的笨惯性我力构观成了疑对结纠构的辞控制薪力。教调节终水的肺惯性山力，扰从而惹达到瘦结构趁减振决的目芒的是TL塞D设计禾的准仪则。TLD频率与乌结构的储自振频耻率接近遍时，TL者D中液体央惯性力悦最大，书即控制适力最大倚。3、TLD动水压演力简化迁计算（1）、郑矩形TLD中水怨的固青有频桶率式中，h为液体钩的深度织；A为TLD沿外荷笛载输入怜方向的肌边长；g为重武力加棋速度海；n为液体于自振频芬率的阶栗数。TLD中第一割阶振荡创周期剧与h/罪A的关觉系如泛图4.1所示墨：图4.1与h/A的关敢系1)由图中鼓可以看扶到：当滋容器的飞长度A确定后意，液体考的周期圆随h/该A的增大散而减小孕；2)h班/A确定添后，忍液体丢的振墨荡周幼期随容器百长度A的增洋大而菜增大添；3)h摸/A大于0.5时，棋液体涝的振睁荡周闲期趋于纷稳定炒值。利用TLD减振，垒需将丁TL每D中液幻玉体的历振荡刻周期辞调谐你到结庆构的页自振没周期示附近絮，从时而得字到最驼大的初动水味压力锋。根劝据所粥设计为结构淘的自灰振周蓄期，恭由上滴图可事以选珠择出天合适熟的TLD形式菊。（2）TLD中液免体动惕水压矿力计摊算液体环晃动广问题创为典掉型的夫非线哲性问坡题，敲目前斥还无计法得歼到其桃解析相解。矩求解交一般青采用杀流体托体积植函数底法(简称VOF法)，它是玩求解不铺可压缩匀的、粘狼性的、探瞬变的散和具有翁自由表鹿面流体引运动的屠一种差扣分方法诞。对于刚乎性的、横装有粘扮性流体疑的容器案，假定热流体是速不可压溜缩的、着均匀层夜流，流熔体满足命的Nav石ier哗-St爷oke均s方程为滥：式中，P为流体蓝的压力缩慧；孝为猎流体的祥密度；危为流锈体的运窑动粘滞摔系数；督分别为x、y和z方向驻的体秒积加择速度耍。定义一夕个流体赠体积函毯数F(x，y，z，t)。若单桂元体充拣满流体慕，F值为1；若怕单元岛体无倦流体皆时，F值为0；当徐单元曲体与存自由低表面遥相交浇时，F值介烦于0与l之间。F函数挤满足职方程天：采用矿施主反与受歉主单偶元体泄方法踪蝶来处浅理F的对赶流量雁。利用有处限差分归法，通疑过计算糕分析得帆出单位蜡宽矩形TL怀D中动水劣压力最大值胡的简伶化计割算公步式为壳：图4.2动水压喂力图4、TL辩D结构结减振偏体系浓的简负化计度算方厚法（1）控份制系扶统的牧数学翁模型n个自由拨度的土铸木结构像的运动耕方程：M,C弄,K分别吸为质主量、提阻尼耗、刚痰度矩处阵，环奖境干告扰位即置矩婚阵设结构难上安装P个控胡制装示置，震控制划力为，相应的赌位置矩喘阵为禁。受控结睁构的运女动方程倘：定义日：得：状态方磁程可以揭表示为耗：（2）TL削D—结构体群系的状伯态方程动及时域挨分析在相对驱地面的巷坐标系漂统中，吧可以简求化成n个质点望的结构帝装有了TL膝D装置挣时，TI窄D—结构系绳统的受角控反应电方程可蚕表示为冒：式中，漠分别为绕结构位镜移反应听向量、它速度反民应向量衬和加速在度反应递向量；劣分小别为体凡系的质逗量阵、诊阻尼阵穗和刚度吩阵；它为革单位列饿向量；若为地雀面输入觉加速度膛；织为TLD对结爹构的全控制费力，震阻尼食为瑞悄利阻尼尼，其表污达式要为：设求解状乌态方程护，即可请以求得TLD移—结构她这个宋控制撇系统返的地谢震动武反应疾。TLD减振棕效果冶：质弊量比2%；位发移减革振率19耳%~戴22嗽%；加陵速度范减振辽率19斧%~掏37粪%。TLD（Tun必ed棚Liq柜uid吵Da痛mpe伶r）TL腰CD减振装络置一般柜采用U型，U型管中贷设有小责孔的隔疼板，面非积可调盟节。利迁用液体蜂振荡过躁程中产衬生的阻般尼消耗连能量达领到减小爪结构振董动反应美的目的研。液体便在流经炕小孔前悠后，由认于截而洲突然变默化，运劈燕动的液避体将产灰生局部锻水头损俘失(能量瞎损耗)，这种题损失是TLC勒D耗散能教量的主勇要部分易。局部喊水头先损失幼与液寇体在圈孔洞小处流改速的闹平方王成比亮：b图4.统3蒜TL松CD装置K为局完部水本头损会失系迟数，怪与液黎体的拔截面在面积A和隔板种的小孔萝面积有关茶；悉为究液体盾在空棵洞处捆的平射均流程速。5、TL功CD的减毁振原同理及铃设计（1）TLC迎D减振原烈理根据局需要励调节U型管中铺液体的毅长度L及宽度d以及管绸中液体幼的质量显，使管慈中液体舅的振荡户频率含与日结构的胁自振频邀率f相等喂或接恒近，豪从而割达到萝最好希的减恩振效廊果。（2）TL怀CD运动方题程（模咽型）拉格朗怠日方程b—振荡材频率那与L有关无结脸构振直动时：（3）TLC晶D—结构系撑统的运远动方程图4.4锡TL淡CD减振爽体系无阻什尼自早由振悬动：引入参本数：，结泄构阻扰尼比澡：质量添比有效艳质量躁比：TLC围D阻尼烛比线性化（简谐缓振动半调周内的锹总水头介损失与侮线性体灶系能量粮相等的冷条件）定义端误差耳：则：设：简化体横系运动痰方程为遍：优化苗设计牲：*一谷般情圣况下很小，轿研究表裁明*由上菠述方程舒求得，进行咸优化设老计。6、利恩用TLC轧D减振分峡析a、利用辉数值方就法求豪；b、研盾究参最数的魂影响流；c、研究稼振动响送应。第五章仁耗能首阻尼器滚的减振随与设计1、概述耗能阻匆尼器减供振是通披过来用途附加子劝结构或丢一定的碍措施，社以消耗肠地震传絮递给结踏构的能抬量为目纠的的减颜振手段类。通过军耗能装障置消耗宽掉部分驴能量，针以至于远结构反拘应减小根。外部除输入避的能栋力=结构默动能+势能（映应变能巷）+阻尼耗灶能+其它耗共能（塑赤性变形断）耗能它减振露技术谣优点龟：减制振效贱果好蜡、构猴造简备单、唇造价鞭低廉容、适铸用范娘围广津、维纸护方例便等批。耗能阻周尼器：戚软钢阻维尼器、刮摩擦阻继尼器、注粘弹性利阻尼器趟、粘滞可液体阻避尼器，MR阻尼刺器。Str把uct料urePa卵ss月iv职e指co纲nt糊ro裳l蜻sy档st迷emRes糖pon扎seExc给ita锤tio棕nSc哭he略ma欺ti沾c为Di婚ag召ra写m席of梦P贿as夕si杰ve地E臭ne辱rg扔y奇Di达ss返ip厚at执io规n梁Sy园st斧em被动耗浮能控制Pas挖siv艇eC选ont悄rol奇Fo刚rce矛=雕f(它Dis扶p.塌and列Ve哪loc扩ity颜Ac炊ros绣sD葛amp弊ers住)Pas愚siv漠ef猴orc滥ec车an住be爽lin舱ear梅or靠no揉nli慨nea俯r.Con标ser群vat挽ion晒of淘en蚁erg炒yy仰iel闸ds:E勿=t匆ota址le诊ner封gy柿inp晶ut凉to扁the逆st沟ruc甚tur溉ef振rom子ex枝cit赵ati原onEd=energydissipatedbysupplementaldamping

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