某生产楼调谐质量阻尼器(TMD)振动控制的分析与研究

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在过去的几年中,结构振动控制在理论研究和实际应用中得到了较大的发展。结构振动控制在实际的工程中已得到了广泛的应用,结构振动控制中的被动控制系统在建筑结构的振动控制中应用的最多而且效果最好,而被动控制中最具代表性的就是调谐质量阻尼器(TMD)振动控制。调谐质量阻尼器(TMD)是被动控制系统中应用最广泛发展最成熟的控制方法。TMD的工作原理是把TMD连接到主结构上,通过将惯性质量和主结构控制振型谐振把主结构的能量传递给TMD,从而达到抑制主结构的效果。生产楼作为现代工业生产中重要的结构形式,因其占地面积小、工作面广等优点在现代工业建筑中被广泛的应用。然而生产楼在得到广泛应用的同时,近年来因为机械振动带来的结构振害引起耗能减振问题的广泛讨论。TMD作为一种有效的振动控制系统,已经被成功的应用于高层建筑结构的风振和地震的振动控制,而且取得了很好的效果。将TMD振动控制系统应用于因机械设备引起生产楼振动的振动控制并未得到推广。因此,通过对某生产楼因机械振动引起振害的实例,对其进行TMD振动控制的具体分析研究,对TMD的推广和发展具有重要意义。本文主要研究内容有:(1)分析生产楼现场振动筛的工作情况,对振动筛的隔振设施进行了分析计算,确定得出现场隔振设施的工作情况。(2)针对该生产楼的现状,从生产楼的结构形式出发,结合实际的生产现状,通过动态信号检测分析仪和振动传感器等仪器在生产楼中按照最不利的生产振动组合,分别检测附近楼层地面典型位置的楼地面的振动情况,确定振动筛运行时该生产楼典型位置处的地面振动性质。(3)根据生产楼的结构特点,利用ANSYS大型有限元分析软件建立生产楼的结构模型,并通过ANSYS有限元分析中的谐响应分析方法分析生产楼在振动筛作用下的位移时间响应以及应力、应变情况,并与现场的检测结果进行对比验证ANSYS分析的可靠性。(4)利用ANSYS分析比较施加不同TMD情况下的减振效果。ANSYS分析结果表明:TMD对生产楼的振动控制具有很好的效果,确定最佳的TMD分布位置和最优的TMD振动控制参数。
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