随着科学的进步和建筑技术水平的发展,我国高层建筑的建设取得了长足的发展,大大缓解了城市用地紧张的问题。但是,由于我国是一个多地震国家,长期的地震灾害给国家和人民造成了巨大的损失,这在一定程度上也限制了高层建筑的发展。采用现代控制理论对高层建筑结构的地震响应进行控制是目前减小地震时对建筑结构破坏的有效途径,传统的抗震结构不但不经济,而且很可能不满足安全性的要求。而本文提出的屋顶花园TMD装置,兼有提高城市绿化覆盖率,减轻减市污染,减小地震反应等优点,具有广阔的发展和应用前景。 本文主要针对屋顶花园作为TMD用来抗震的可行性、作法及效果进行研究和探讨。在构造措施上,提出用叠层钢板橡胶支座作为支承装置,用弹簧作为连接装置,将屋顶花园TMD支承在主结构上形成一个减震控制体系。同时也详细介绍了种植植物及种植介质的选取,屋面防水、给排水等构造措施。 本文采用Newmark-β法对结构进行弹塑性直接动力分析,主要针对无屋顶花园、有屋顶花园及有屋顶花园TMD三种情况,分析研究屋顶花园TMD的抗震效果。其中主要解决了以下几个问题: (1)输入地震波的选取; (2)确定结构的振动模型; (3)质量矩阵和阻尼矩阵的处理; (4)人工地震波的模拟; (5)编制电子计算机计算程序。 最后本文以MATLAB6.5为工具,以某一幢16层高层建筑作为算例,分别在天津波、Taft波、模拟地震波三种波的激励下的加速度和位移响应进行仿真。当质量比取不同数值时,对结构在无屋顶花园、有屋顶花园及有屋顶花园TMD三种情况下的响应进行分析比较,减震效果比较明显。从而说明了屋顶花园TMD被动控制是一种简单、有效、经济的控制方法,可以显著地减小高层建筑结构在地震激励下的加速度和位移响应。