结构风振控制的设计方法与应用PDF电子书下载

第1章　结构风振控制的概念与原理 1

1.1　结构的风致灾害 1

1.2　风对结构的作用 5

1.3　结构风振控制概念与原理 6

1.3.1　结构控制的概念 6

1.3.2　结构风振控制的概念与原理 8

1.4　结构风振控制的应用 10

1.4.1　台北101大厦 10

1.4.2　纽约世界贸易中心 11

1.4.3　湖南洞庭湖大桥 12

参考文献 14

第2章　风荷载特性与脉动风荷载的数值模拟 16

2.1　风的基本概念 16

2.2　平均风速剖面 17

2.3　基本风速与基本风压 19

2.3.1　基本风速 19

2.3.2　基本风压 21

2.3.3　非标准条件下风速或风压的换算方法 22

2.4　结构顺风向风荷载特性 23

2.4.1　平均风特性 23

2.4.2　脉动风特性 25

2.5　结构横风向风荷载特性 29

2.5.1　涡激振动 29

2.5.2　驰振 35

2.5.3　颤振 37

2.5.4　抖振 39

2.5.5　风雨激振 39

2.6　脉动风荷载的数值模拟 40

2.6.1　谐波叠加法 40

2.6.2　线性滤波法 42

2.6.3　风荷载时程模拟的程序编制与算例 45

参考文献 49

第3章　风振控制装置的类型与性能 53

3.1　被动控制装置的类型与性能 53

3.1.1　黏滞阻尼器 53

3.1.2　黏弹性阻尼器 56

3.1.3　铅黏弹性阻尼器 58

3.1.4　调频质量阻尼器 64

3.1.5　调频液体阻尼器 65

3.2　主动控制装置的类型与性能 67

3.3　半主动控制装置的类型与性能 68

3.3.1　半主动变刚度控制系统 68

3.3.2　半主动变阻尼控制系统 70

3.4　智能控制装置的类型与性能 71

参考文献 75

第4章　结构风振控制分析方法 79

4.1　结构分析模型 79

4.1.1　普通结构分析模型 79

4.1.2　风振控制结构分析模型 83

4.2　阻尼器对结构风振控制的分析 83

4.2.1　时域分析 84

4.2.2　频域分析 86

4.3　TMD对结构风振控制的分析 87

4.3.1　TMD的工作原理 87

4.3.2　TMD对结构风振控制的分析 90

4.4　TLD对结构风振控制的分析 92

4.4.1　第一类TLD对结构风振控制的分析 92

4.4.2　第二类TLD对结构风振控制的分析 95

4.5　磁流变阻尼器对结构风振控制的分析 98

4.5.1　磁流变阻尼控制系统的基本模型 98

4.5.2　风振控制算法 100

4.5.3　磁流变阻尼控制系统权矩阵的选取 102

4.5.4　磁流变阻尼器对结构风振控制的分析 104

4.6　高层结构风振控制的优化分析 106

4.6.1　基于遗传算法原理的结构优化分析 106

4.6.2　基于瑞利阻尼原理的结构优化分析 115

4.6.3　基于两种优化机制的高层钢结构算例对比分析 123

参考文献 126

第5章　阻尼器对结构风振控制的设计 129

5.1　结构抗风设计要求 129

5.1.1　高层结构的抗风设计要求 129

5.1.2 高耸结构的抗风设计要求 131

5.1.3　大跨结构的抗风设计要求 131

5.2　结构风振控制概念设计 132

5.2.1　结构风振控制的性能要求 132

5.2.2　阻尼器的选择与布置原则 133

5.3　阻尼器对结构风振控制的设计方法 136

5.3.1　等效阻尼比的确定 137

5.3.2　脉动增大系数与风振系数的确定 141

5.3.3　结构风振侧移验算 143

5.3.4　人体舒适度验算 144

5.4　阻尼器对结构风振控制的优化设计 146

5.4.1　阻尼器的参数优化 147

5.4.2　阻尼器的布置位置优化 147

5.5　阻尼器与结构的连接设计 149

5.5.1　黏滞阻尼器与结构的连接设计 149

5.5.2　黏弹性阻尼器与结构的连接设计 150

5.6　阻尼器对结构风振控制的设计算例 151

5.6.1　工程概况 151

5.6.2　阻尼器参数设计 152

5.6.3　阻尼器对结构的风振控制效果 154

参考文献 156

第6章　TMD对结构风振控制的设计 158

6.1　TMD参数设计 158

6.1.1　TMD质量系统 158

6.1.2　TMD阻尼系统 159

6.1.3　TMD弹簧系统 160

6.1.4　TMD系统振动频率 160

6.1.5　TMD支撑系统 161

6.2　TMD对结构风振控制的设计方法 161

6.3　TMD对结构风振控制的优化设计 163

6.4　TMD对结构风振控制的设计算例 164

6.4.1　工程概况 164

6.4.2　结构动力特性分析 165

6.4.3　TMD系统技术参数确定 165

6.4.4　结构顺风向减振效果分析 167

参考文献 167

第7章　TLD对结构风振控制的设计 169

7.1　TLD控制力设计 169

7.1.1　TLD控制力设计 169

7.1.2　TLCD控制力设计 173

7.2　TLD参数设计 175

7.2.1　TLD参数设计 175

7.2.2　TLCD参数设计 176

7.3　TLD对结构风振控制的设计 177

7.4　TLD对结构风振控制的优化设计 178

7.4.1　TLD对结构风振控制的优化设计 178

7.4.2　TLCD对结构风振控制的优化设计 179

参考文献 181

第8章　磁流变阻尼器对结构风振控制的设计 182

8.1　磁流变阻尼器设计 182

8.1.1　磁流变阻尼器的参数设计 182

8.1.2　磁流变阻尼器的磁路设计 183

8.2　磁流变阻尼器对结构风振控制的设计 187

8.2.1　最优控制系统的性能指标 188

8.2.2　性能指标对控制装置位置矩阵的灵敏度 188

8.2.3　性能指标增量计算及控制装置的最优分布 190

参考文献 191

第9章　结构风振控制实例 192

9.1　某288m超高层结构风振控制实例 192

9.1.1　工程概况 192

9.1.2　结构风振控制方案设计 193

9.1.3　结构脉动风荷载的数值模拟 195

9.1.4　结构风振控制对比分析 196

9.2　某456m超高层结构风振控制实例 199

9.2.1　工程概况 199

9.2.2　结构脉动风荷载的数值模拟 201

9.2.3　结构无控风振反应分析 203

9.2.4　结构风振控制方案 206

9.2.5　TMD参数优化及其选取 207

9.2.6　结构风振控制对比分析 211

9.3　某177m带突出物的高层结构风振控制实例 226

9.3.1　工程概况 226

9.3.2　结构脉动风荷载模拟 227

9.3.3　结构无控风振反应分析 229

9.3.4　结构减振方案 230

9.3.5　结构减振方案对比分析 231

参考文献 241

第10章　基于性能的结构抗风设计理论框架 242

10.1　基于性能的结构抗风设计理论框架 242

10.2　设计风压等级 243

10.3　结构风振性能水准 245

10.3.1　人体振动舒适度 245

10.3.2　结构风振性能水准 246

10.4　结构性能目标 248

10.5　结构抗风概念设计 249

10.6　结构抗风计算分析 249

10.7　结构抗风性能的安全评价与社会经济评价 250

参考文献 251