基于能量的结构风振控制设计方法的分析.pdf

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时间:2020-03-25

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1、基于能量的结构风振控制设计方法的分析DesignMethodoftheWind-vibrationControlBasedonEnergy■张莉■ZhangLi[摘要]本文对基于能量的结构风振控制的概念进行了阐vf3、vf4,将位于表征风场物理动力的年度特性系过程如下。述,同时提出了对此概念的控制方法。将某一高层建筑结数表示为n。1.建立改建筑的结构模型,模拟输入的风能量构作为举例,从而对所提出的基于能量的结构风振控制设由于表示湍流脉动强度大小湍动能反映三个不同方及脉动风的时间和过程计方法可达到有效抑制风振的结构反应、能

2、有效实现风振向脉动风共同作用,流场环境对湍动能耗散又由湍使用DATBS软件进行建模,从而对该综合写字的结构设计进行验证。流耗散率反映。所以,一般由单位质量流体单位时楼进行分析。假设此建筑15m高度处平均风速,即间内消耗湍动能来进行衡量。通常,L表示湍流积脉动风时间不长于0.1s。通过谐波叠加方法编制计[关键词]能量结构风振控制设计方法分尺度,I表示湍流强度,I和L可按表1取值。算机程序,进而模拟各楼层的输入风量和脉动风速。表1湍流强度和湍流积分制度取值2.无控制的情况下,建筑结构动力反应与分析[Abstract]Inth

3、ispaper,basedontheenergydescribesaboutt-在无控制情况下,通过实际检测到的数据对该heconceptofwind-vibrationcontrol,alsoputsforwardtheco-建筑结构进行风振反应的数据分析可以发现,此建ntrolmethodoftheconcept.Takingahigh-risebuildingstruct-筑结构的顶峰值加速度和最大层间位移角的数据分22ureasanexample,itisverifiedthatthedesignmethodof

4、win-别为0.1679m/s及1.038m/s。由此可见,在无控d-vibrationcontrolbasedontheenergywhichcanachieveeff-制的状态下,该建筑顶层加速度峰值不满足2ectiveinhibitionofthestructureofthewindvibrationresponse,1.风能量输入的计算0.14m/s的限制要求,而建筑结构的最大层间的位caneffectivelyachievethewindvibrationofstructuredesign.利用单位能量计算公式

5、计算后可以明显发现,移角满足小于等于千分之一的要求。以建筑结构对风场造成的阻碍作用来说,如果以地3.基于能量的结构风振控制设计方法的选择[Keywords]energy,thewind-vibrationcontrol,designmethod貌类别进行分类,或仅考虑建筑物结构贡献,则地与安装面粗糙度指数显然要高于综合考虑全部地面因素的由于粘滞阻尼器能够有效降低建筑结构在受到引言地面粗糙度。为了能够使风振输入结构能量得到更外界荷载影响下的震动,提高建筑的舒适性和安全基于以能量分析方法为基础的工程结构分析理精确地聚散,地面

6、粗糙度指数可按照表2取值。性,许多工程中都将其合理配置付诸实践。论的提出,广大研究人员已经在结构地震耗能与破表2地面粗糙度指数鉴于之前的检测数据尚未满足限制要求,故需坏、实用设计方法及结构地震能量反应分析等诸多要对该建筑进行减震控制的完善与设计。考虑到建方面开展了研究,并且获得了极其丰厚的成绩。不筑结构的减振效果与使用功能等现实性因素,因此,过,在能量的结构风振控制设计方法领域中的研究应选择非线性的、不提供附加刚度的粘滞阻尼器作还未完全展开。2.能量消耗装置对风能量的消耗为减振装置。同时,分别安装在此建筑物的26、43、

7、一、基于能量的结构风振控制概念及原理若在建筑结构中安装粘弹性阻尼器和粘滞阻尼57层。(具体排列情况见表3)经过改装后,粘滞阻与地震对建筑结构的作用不同,风引起的风力器,基于能量高层结构风振控制建立能量输出公式,尼器对建筑结构在风振作用下进行动力的时程有了作用对建筑物结构的影响有着持续时间长、作用极再依据弹性阻尼器和粘滞阻尼器的滞回曲线,弹性明显改良。其频繁等特点。对于大跨度结构和高层结构建筑物阻尼器的能量消耗的供水可以表示为:表3粘滞阻尼器的布置方案而言,除抗地震设计外,抗风振的设计同样重要,EVEDπγ20G";而粘

8、滞阻尼器的能量消耗公式可表设置有时会起到决定性作用。然而,无论是风振还示为:Evdπp。假设在建筑结构中安装了n个参是地震,建筑结构表现出来的过程效应都是能量消数相同的阻尼器,同时每个阻尼器充分发挥消耗能耗、转变的过程。建筑结构在无特定时刻的能量可量的能力,那么,该建筑结构安装弹性阻尼器时风五、结语用公式表现为:

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