基于概率的高层建筑TMD风振控制效果分析

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在结构振动控制领域,利用阻尼器对超高层建筑在风荷载作用下的结构响应进行控制是一项重要内容。其中,调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)是适用于高层、超高层建筑最简单的结构振动控制部件。TMD安装灵活方便,效果显著,近年来应用较为广泛。本文在广泛研究国内外研究成果的基础上,针对TMD应用于超高层建筑风振控制作了以下几个方面的研究工作。(1)进一步验证了TMD对高层建筑舒适度控制的有效性。本文以深圳京基大厦风振控制为工程背景,将Den Hartog经典参数设计理论推广应用于超高层建筑,得到其设置于最高设备层的悬挂式TMD参数设计值,并且得到了目标响应控制效果随TMD各参数的关系曲线。(2)分析了TMD对高层建筑位移控制效果。虽然TMD对高层建筑舒适度控制有着比较好的控制效果,但是其对高层建筑位移控制效果却很差。这也正是TMD主要用来进行舒适度控制的原因。(3) TMD单参数随机分布时目标响应控制效果分析。TMD参数设计值在实际工程中的偏差是不可避免的问题,由此导致的TMD控制效果失调必须得到重视。本文通过Monte-Carlo方法来模拟各TMD单参数的随机分布,分析了TMD在这种情况下的控制效果,表明TMD单参数随机性对TMD控制效果的削弱作用必须得到重视。(4)选取了合适的概率分布模型描述TMD单参数随机性情况下的控制目标概率分布。
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