考虑质量块变形的摆动式调谐质量阻尼器性能及减振研究

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随着我国经济建设的高速发展,城市建设的迅猛推进,高强材料、新颖结构体系、新的施工工艺及现代的结构设计方法的采用,现代建筑楼盖结构的跨度不断加大、楼板厚度减小、加之建筑物使用功能及内部设施的变化,建筑结构不断向大跨、轻柔和低阻尼方向发展。由此造成结构的自振频率越来越低,行人激励下容易引发结构的大幅度振动,从而引起人体的不适反应甚至导致结构的安全性和使用性下降。人行激励下楼盖振动的舒适度问题已凸显出来,引起了国内外的广泛关注。因此,研究人行激励下楼盖振动控制具有较好的理论及工程实际意义。   在国内外学者所做的研究中,介绍了通过布置摆动式调谐质量阻尼器PTMD和APTMD来解决楼盖振动这一问题。现有文献对PTMD和APTMD应用于楼盖减振的研究,都是考虑PTMD和APTMD的质量块自身刚度很大,并以此形成简化模型中的刚臂。但在实际上,PTMD和APTMD的质量块一般采用边框角钢上安装钢板的构造形式,因而往往会有自身变形,不一定满足刚度很大的要求。而这对PTMD和APTMD的自身动力性能及其应用于楼盖的减振效果有何影响,未见相关研究。本文以PTMD和APTMD的实际工程应用为背景,在国内外已有的研究基础上,利用SAP2000有限元程序进行建模分析,研究质量块变形的PTMD和APTMD动力特性,分析质量块变形的PTMD和APTMD在不同工况、不同激励频率的减振效果。同时,改变了PTMD和APTMD的质量比、弹簧刚度、弹簧位置等参数;研究这些参数的改变对质量块变形的PTMD和APTMD减振效果的影响。   通过本研究表明,摆动式调谐质量阻尼器质量块自身的刚柔对楼盖振动的控制效果有直接影响。即使实际工程中质量块存在自身变形,摆动式调谐质量阻尼器也能发挥出足够的减振效果,装置能满足工程使用要求,有较好的工程应用性。通过进一步合理设计,摆动式调谐质量阻尼器能够较好的应用于实际工程。
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