悬挂水箱和TLD用于框剪结构减震消能的研究

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结构振动控制是利用设置于结构上的一些控制装置或机构,在结构振动时主动或被动地给结构施加一组控制力,从而减小结构振动反应,按是否需要外部能源可分为主动控制和被动控制。本文研究的悬挂水箱和调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)都属于被动控制。悬挂水箱减震是利用悬挂水箱摆动产生与地震力方向相反的减震力,从而达到减震效果的一种装置;TLD是利用固定水箱中液体晃荡产生的动水压力来提供减振力的一种装置。两者都具有造价低,安装方便,维护简单等特点,且可以兼做供水水箱用,具有广泛的应用前景。   本文先分别介绍了悬挂水箱减震和TLD减震这两种减震方法的减震原理和相对应的地震反映求解方法,同时提出了可能对两种减震方法的减震效果产生影响的一些参数。然后以一个十三层的框剪结构为例,分别计算采用悬挂水箱和TLD来减少结构地震作用时的动力反应。通过变化各参数,求解不同情况下结构的地震反映,并将其与原始结构的地震反映进行对比,得出了采用不同减震方法时各参数对减震效果的影响规律。同时,通过对框剪结构-悬挂水箱系统和框剪结构-TLD系统的动力时程分析可以得出了被动控制装置悬挂水箱或TLD用于控制高层建筑地震反应时都是经济、有效的控制方式的结论。
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