TMD与TLD振动控制

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

调谐质量阻尼器的早期研究
TMD结构应用的现代思想的最早来 源是Frahm在1909年研究的动力吸 振器。Frahm的吸振器的图解见图 7.1,它由一个小质量m和一个刚 度为A的弹簧连接于弹簧刚度为K的 主质量M。在简谐荷载下,当所连 接的吸振器的固有频率被确定为激 励频率时,主质量M能保持完全静 止。
调谐质量阻尼器的早期研究
Snowdon研究了其他可能的吸振器形式,如三单元吸振 器,显示如果第三单元与阻尼器串联,主系统幅值能减小 15%~30%,但这种减小对频率是非常敏感的,在实际中 它将影响吸振器的性能。 Ioi和Ikeda提出了主系统在小阻尼情况下吸振器参数优 化的经验公式。Randall等提出了在系统中考虑阻尼影响 的这些参数的设计图表。Warburton和Ayorinde则进一 步用表列出了最大动力放大因子、调谐频率比及特定质量 比和主系统阻尼比的吸振器阻尼比的优化值。
调谐质量阻尼器的发展-ETMD
现阶段,国内外学者对TMD系统进行了改进和扩展,形 成了利用结构内部的设备、装置等作为质量体对结构的振 动能量进行消耗,简称ETMD。此系统克服了TMD系统需 要增加额外质量的不足,减轻了系统承载的负担。目前该 系统已经被应用于海洋平台的振动控制。其优点是调谐质 量与平台剩余质量之比可达200﹪以上,是普通TMD系统 的40倍,减振效果良好。
TLD-调频液体阻尼器简介
调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,简称TLD) 是一种被动耗能减振装置,近年来进行了大量的研究 和应用。调谐液体阻尼器利用固定水箱中的液体在晃 动过程中产生的动侧力来提供减振作用。其具有构造 简单,安装容易,自动激活性能好,不需要启动装置 等优点,可兼作供水水箱使用。
调谐质量阻尼器的发展-MTMD
近 20 年 来 , 国 内 外 学 者 针 对 单 个 TMD 系 统 的 理 论 和 技 术 方 法 , 提 出 了 多调谐质量阻尼器的概念,简称MTMD。 MTMD系统可对受较宽频带的外激励的 结构进行振动控制,效果明显。上海青 浦电视塔高168m,在离地面137.5m的 一段悬挂11个质量摆,这11个质量摆 的们振塔楼36组动天的.自4﹪成频线加振。的带端速周频基位度期带本移反为地震动时程与吻的应0风合控.最3激,制9大8励经效H值z所测果~的产试0为.控4生发280制7的现.3H效﹪电,z ,果,视电它为塔塔视
调谐质量阻尼器的应用
台 北 101 大 厦 是 目 前 世 界 第 一 高 楼 , 总 高 度 502m , 共 100层,在87层的一个房间内挂有一个端部带阻尼的大复 摆,可减振 40﹪ ~60﹪ (风振或地震);
调谐质量阻尼器的应用
阿联酋28层七星级大酒店,为了抵抗地震和风振,在弧 形支撑杆内安装了单自由 度摆动的TMD系统,实现减振。
调谐质量阻尼器的早期研究
➢为了改进动力吸振器的性能: Snowdon研究了固体型吸振器对减小主系统响应的性能, 表明采用恒定阻尼系数材料和刚度正比于频率的动力吸振 器能显著的减小主系统的共振振动,其性能明显优于弹簧 —阻尼筒型吸振器。 Srinivasan分析了平行阻尼动力吸振器,即一个辅助无 阻尼质量平行加装于一个吸振器。在这种情况下,当阻尼 频率被精确调谐到激励频率时,主系统将保持静止,但在 该情况下,消除带也变小了。
调谐质量阻尼器的早期研究
➢为了增强用于减小主系统最大动力响应的吸振器的效果: 研究者们尝试了通过引入非线性吸振器弹簧来加宽调谐 频率范围,Roberson(1962)研究了将动力吸振器支承于 主系统的没有阻尼的线性弹簧上的动力响应。他将“消除 带”定义为主系统幅值小于1的共振峰值之间的频率带。 非线性吸振器的这个带宽很清楚地表明了比线性吸振器要 宽得多。 Pipes(1953) 研 究 了 有 双 曲 正 弦 特 征 的 强 化 弹 簧 , 并 得 出弹簧中非线性的影响是要阻止尖锐共振峰的出现,并将 相对小幅值的奇次谐分量引入吸振器和主系统的运动中。
质量调谐阻尼器(TMD)

调频液体阻尼器(TLD)
目录 质量调谐阻尼器 调频液体阻尼器
调谐质量阻尼器的组成与机理
调谐质量阻尼器由质块,弹簧与阻尼系统组成。 当结构在外激励作用下产生振动时,带动TMD系统 一起振动,TMD系统产生的惯性力反作用到结构上, 调谐这个惯性力,使其对主结构的振动产生调谐作用, 从而达到减小结构振动反应的目的。
TLD减震控制理论
TLD减振控制理论依据水箱水的水深与水箱振动方向的比 值可分为浅水理论和深水理论。 浅水理论由于水深较浅,考虑液体运动的非线性,液面 晃荡大从而加大了结构的阻尼,产生减振效果,但浅水水 箱只适合做阻尼器,不适合其它用途,所以生活、消防等 所需的水箱需要专门的大空间来放置,提高了工程造价, 因此比较适合塔式等高耸结构; 深水理论卞要假设是液面运动是微幅的,用线性理论来 刻画液体的运动,与之对应的深水水箱则可以方便地用生 活水箱改装,既不用制作专门的水箱,也不需要额外的盛 放空间,造价低,适合生活、办公用的高层建筑。
地 震 动 时 程
TMD系统的优点:
能有效衰减主结构的振动反应:在合理选取质量、刚度 系数、阻尼比等结构体系调谐参数的情况下,主结构的地 震反应(位移、加速度)可衰减30﹪~60﹪,可有效衰减 主结构在各种外部振动冲击下(地震、风、海浪等)的振 动反应; 可以充分利用主结构已有的结构作为TMD系统,不必专 门设置调谐装置; 采用TMD系统对于某些难以采取传统加强措施的结构, 如高层结构、高层塔架结构、大跨度结构、海洋平台等重 大结构,提供了一条难以替代的减振措施; 节省工程造价:由于TMD系统对主结构的减振作用明显, 所以主结构可以减小构件截Biblioteka Baidu尺寸、减小配筋、简化施工; 不仅适用于新建结构的减振控制,而且也适用于已有建 筑的减振控制。
TMD系统的问题及解决方法:
对于某个TMD系统,应尽量以控制主结构的低阶振型为 目标; 单个TMD用于结构控制时其有效频率较窄,控制效果不 稳定。可以通过增加TMD系统的数量以应对较宽频带的激 励; 对于以某一振型为主要控制目标的TMD系统,其最优装 设位置是该振型最大反应向量的质点处; 对于具有多个振型的主结构减振控制,可以适当增大 TMD系统的阻尼或者设置多个TMD系统。
相关文档
最新文档