大跨度索-梁多层悬挂阻尼控制结构体系动力特性研究

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本文根据结构控制理论概念及单层悬索结构、巨型混合悬挂结构、巨型框架结构体系的受力特征,提出大跨度索-梁多层悬挂阻尼控制结构新体系。本文首先从概念上分析了这种结构体系的受力特性,提出了这种结构体系值得研究的若干关键问题。本文重点在大跨度索-梁多层悬挂阻尼控制体系自振特性、地震响应及结构控制参数等方面进行了研究。 在结构体系动力响应分析及结构控制研究方面,本文分析了悬挂结构体系的抗震原理及结构控制方法,建立了结构体系的结构控制有限元分析模型,采用ANSYS模态分析和动力时程方法对结构体系进行了动力分析,并与楼层与柱刚接悬挂结构体系进行了分析比较,分析结果表明大跨度索-梁多层悬挂阻尼控制体系具有良好的减振性能。影响巨型悬挂阻尼控制体系控制效果的主要因素是悬挂结构质量、吊杆刚度及连接方式、弹簧阻尼控制的刚度K_d及阻尼C_d以及索中垂度f和预应力,在悬挂楼层设置弹簧阻尼器可以有效控制悬挂楼层在正常使用状态下的水平位移,以及在受震状态下过大的水平侧移,大大减小巨型塔柱柱底地震剪力。本文提出了两端吊挂阻尼控制结构满足人舒适要求的参数设计概念,分析表明,优化设计阻尼控制器的参数刚度K_d及阻尼C_d,可充分发挥悬挂楼层的减震作用,为大跨度索-梁多层悬挂阻尼控制体系满足人舒适度要求开拓了一条新的应用途径,最后提出有待进一步分析的主要方面及解决思路。
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