调谐液体阻尼器_TLD_用于风振控制的研究进展

高层建筑结构抗风设计在现代城市的天际线上，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，成为城市繁荣与发展的象征。

然而，这些高耸入云的建筑在面对大自然的力量时，尤其是强风的袭击，需要具备坚固的结构以确保安全和稳定。

高层建筑结构抗风设计便是保障这些建筑能够屹立不倒的关键所在。

风对于高层建筑的影响是多方面且复杂的。

首先，风会对建筑表面产生直接的压力和吸力。

当风速较快时，这种压力和吸力可能会非常巨大，导致建筑结构的变形甚至破坏。

其次，风在绕过建筑时会产生漩涡和分离流，从而引起结构的振动。

如果这种振动与建筑的固有频率接近，就可能发生共振现象，对建筑造成严重的损害。

此外，高层建筑之间的风相互干扰，也会增加风荷载的不确定性和复杂性。

为了有效地进行高层建筑结构抗风设计，第一步是要准确地评估风荷载。

这需要通过风洞试验和数值模拟等手段来实现。

风洞试验是将建筑模型放置在风洞中，模拟实际的风环境，测量风对模型的作用力和响应。

数值模拟则是利用计算机软件对风场和建筑的相互作用进行计算和分析。

通过这些方法，可以获得风在建筑表面的分布规律以及建筑所受到的风力大小和方向。

在了解风荷载的基础上，设计师需要选择合适的结构体系来抵抗风的作用。

常见的高层建筑结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等。

框架结构具有较好的灵活性，但抗侧刚度相对较弱；剪力墙结构则具有较大的抗侧刚度，但空间布局不够灵活；框架剪力墙结构结合了两者的优点，能够在满足建筑功能需求的同时提供较好的抗风性能；筒体结构如框筒、筒中筒等，由于其封闭的空间形式，能够有效地抵抗风荷载。

结构构件的设计也是抗风设计的重要环节。

柱子、梁和剪力墙等构件需要具备足够的强度和刚度，以承受风荷载引起的内力。

在设计过程中，要考虑材料的力学性能、构件的尺寸和形状等因素。

例如，增加柱子和梁的截面尺寸可以提高其承载能力，但同时也会增加建筑的自重和成本。

因此，需要在安全和经济之间找到一个平衡点。

为了减少风对高层建筑的振动影响，还可以采用一些减振措施。

通过附加在结构上的质量块和阻 尼器，吸收和耗散风致振动的能 量。
02
调谐液体阻尼器（ TLD）
利用液体的晃动效应来耗散振动 能量，适用于大跨度桥梁的横向 振动控制。
03
粘弹性阻尼器
通过粘弹性材料的剪切变形来耗 散能量，具有稳定的耗能能力和 良好的耐久性。
主动控制方法
主动质量阻尼器（AMD）
通过实时测量结构响应并主动施加反向振动，以抵消风致振动的 能量。
01
02
03
结构疲劳
长期的风致振动会导致桥 梁结构疲劳损伤，降低结 构的承载能力和使用寿命 。
行车安全
风致振动会影响桥梁的行 车安全，如涡激振动可能 导致桥面晃动，影响行车 稳定性。
结构稳定性
严重的风致振动可能导致 桥梁结构失稳，甚至引发 灾难性后果。
03
风致振动控制方法与技术
被动控制方法
01
调谐质量阻尼器（ TMD）
风力发电装置（WEC）
将风能转化为电能，同时产生反向扭矩以抵消风致振动的能量。
主动拉索控制
通过调整拉索的张力，改变结构的刚度和阻尼特性，从而实现对风 致振动的主动控制。
混合控制方法
1 2 3
主动与被动混合控制
结合主动和被动控制方法的优点，通过主动控制 提高系统的性能，同时利用被动控制保证系统的 稳定性和可靠性。
2 跨海大桥等特殊桥梁的抗风设计
针对跨海大桥、高墩大跨桥梁等特殊桥梁结构，研究有 效的抗风设计方法和控制策略。
3 精细化建模与仿真
发展精细化建模和仿真技术，更准确地模拟桥梁在复杂 风环境下的动力响应，为风致振动控制提供理论支撑。
4 跨学科合作与创新
加强土木工程、力学、材料科学、计算机科学等学科的 交叉融合，推动悬索桥梁风致振动控制与减震技术的创 新发展。

震波 输 入 到 数 值 子 结 构 中 ，采 用 实 时 子 结 构 中心 差 分 法 进 行 数值 子 结构 运 动 方 程 的 求解 ，计 算 得
到了结构顶层的绝对加速度 。 再将加速度 由振动 台实时加载到试验 子结构上 ， 实现 了结构和 Ｃ Ｌ ＴＤ 的相互作用 。 对一个单 自由度结构有 Ｃ Ｌ Ｔ Ｄ控制和无 Ｃ Ｌ Ｔ Ｄ控制 时的加速度响应进 行了精确数值
值 子结构 ，由计 算机模 拟 ； 由作动 器或振 动 台等加 载装置 的实 时加载 来使两 部分 交界面 处的
变 形一致 ，作用 力平衡 。
１基金 项 目 国家 自然 科学基 金 （０ １０６ ０３ ０ １ ，地 震行 业科研 专项 经费 （０ ８ １０３ ） ９ ７５ ３ 、５ ９８ ０ ） ２０４ ９７ １ ［ 收稿 日期 ］２ １—２０ ０００—９ ［ 简介 ］周 惠蒙 ，男 ，生于 １８ 作者 ９２年 。博士 生。主 要从事 结构试 验技 术研 究 。Ｅｍａｌ ｈｕ ｕ ｎ ＠ｈ ． ｕｃ － ｉ Ｚ ｏｈ ｉ ｇ ｉｅ ． ： ｍｅ ｔｄ ａ 吴斌 ，男 ，生于 １７ 。教授 ，副 院长 。主要从 事结 构控制 和结 构试验 技术 研究 。Ｅｍ ｉｂｎ ｕ ）ｉｅｕ ｎ ９０年 — ａｌ ｉ． ＠ ａ． ． ： ｗ ｔｄ ｃ
型 结构 中去 。 １９ ，Ｎａａｈｍａ （９２ ９２年 ｋｓｉ 等 １９ ）提 出 了实 时子 结构实验 方法 ，这种 方法对 速度 相关 型试 件进 行实 时加载 以准确 获得其 性能 ， 自此 之后 ，我 国学者也 对此试 验方 法展 开 了一
系列研 究 （ 涌等 ，２ ０ ；李进 等 ，２ ０ ） 袁 ０８ ０ ５ ，并 已应用 在实 际工程 中 （ 等 ，２ ０ ） Ｗｕ ０ ７ 。这种 试验方 法主要 针对速度 相关 型试件 ，它 将结 构分为 数值 子结构 与实验 子结 构，将呈 现复 杂非 线性 的结构部 分作 为试 验子 结构 ， 由物理 试验模 拟 ；将结 构其它 部分 看成是 线性 的 ，作 为数

NO.4 TMD能否用于抗震 1、进行风时程工况下TMD方案与阻尼器方案减震效果对比 由表可见，在加设TMD或阻尼器以后，楼层加速度、基地位移角、基底剪力和弯矩都有明显 改善，且本次试验的阻尼器方案减振效果尚略优于TMD方案。
NO.4 TMD能否用于抗震
2、进行地震程工况下TMD方案与阻尼器方案减震效果对比
NO. TMD在工程上的应用 3二、纽约Citicorp中心
Citicorp中心高279m，大楼底部仅设 置了4根粗大的柱子支撑整个大厦，水 平刚度较柔，在强风作用下，水平摆 动很大，该大楼最后采用了约 3630KN重的混凝土调频质量块。
该TMD安装于建筑的59楼，在这个高 度，建筑物可以用一个约为20000t的 简单模态质量表设计，TMD固定于其 上形成图二所示的2-DOF系统。实验 结果和实际观测显示，TMD能将建筑 的风致加速度水平减少约50%。
TMD构造布置的多样性
NO.2
各种形式的TMD
TMD构造布置的多样性
TMD在工程上的应用
NO.3
一、澳大利亚悉尼Centerpoint塔 TMD在工程上的应用
安装TMD的第一个结构是悉尼的Centerpoint塔。作为结构的供 水和防火设施，塔的水箱和一个液压吸振器一起被设计到TMD中 用以减小风致运动。水塔悬挂于回转塔的径向构件上，随后又将 一个40t重的辅助质量安装在中间锚固环上以进一步控制第二振型 的振动。加速度测定结果表明，风致加速度响应减少了40%— 50%。 单摆型TMD结构的例子还包括加拿大多伦多CN塔、位于日本 Osaka的水晶塔等。其中高157m的水晶塔也利用了置于结构顶部 的储水箱作为单摆TMD。
D在工程上的应用
三、合肥电视塔 NO.3 由加速度响应比例来看，最优的频率比和最优阻尼比分别是1.02和 0.07。最大的加速度减振率达到了49%。 为获得电视塔风振响应的最大减振率 需要进行TMD参数的优化分 析从而确定TMD的三个重要参数即质量、频率和阻尼比。由于电视 塔的风振响应是以第一振型为主，故TMD 应调谐至结构第一阶频 率。设计时水箱总质量为60000kg，故TMD质量即为60000kg， 因而TMD 与电视塔第一阶振型广义质量的比值为0.0196 。固定质 量比，变化TMD与结构第一振型的频率比和TMD阻尼比可计算出 各种控制情况下电视塔(以第12质点响应为代表)和TMD的位移和 加速度响应。

土木工程结构减震控制方法摘要：近几年来，结构振动控制的理论和技术日益引人注目，特别是在土木工程的结构设计中，一种以减震为手段的设计已在国内外一些地震多发地区得到了应用，本文分析了土木工程结构减震的控制方法。

关键词：土木结构；减震；控制方法 一、结构减震控制的概念及分类应用结构控制系统是解决结构工程安全性问题的一个可替代的方法，从而为结构控制理论在土木工程中的应用指出了光明的前景。

结构控制的概念可以简单表述为：通过对结构施加控制机构，由控制机构与结构共同承受振动作用，以调谐和减轻结构的振动反应，使其在外界干扰作用下的各项反应值被控制在允许范围内。

结构减震控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制和混合控制。

被动控制是指不需要能源输入提供控制力，控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。

文中所讨论的基础隔震、耗能减震等均为被动控制。

 二、土木工程结构减震的控制方法1、被动控制结构被动控制是指控制装置不需要外部能源输入的控制方式。

其特点是采用隔震、耗能减震和吸能减振等技术消耗振动能量,以达到减小结构振动反应的目的。

被动控制的优点是构造简单、造价低、易于维护,并且不需要外部能源支持等。

目前,被广泛采用的被动控制装置有:1.1基础隔震体系。

基础隔振是在上部结构与基础之间设置某种隔振消能装置,以减小地震能量向上部的传输,从而达到减小上部结构振动的目的。

基础隔振能显著降低结构的自振频率,适用于短周期的中低层建筑和刚性结构。

由于隔振仅对高频地震波有效,因此对高层建筑不太适用。

1.2耗能减振体系。

常用的耗能元件有耗能支撑和耗能剪力墙等;常用的阻尼器有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、黏弹性阻尼器、黏性液体阻尼器等。

1.3调谐减振系统。

常用的调谐减振系统有:调谐质量阻尼器(TMD )、调谐液体阻尼器(TLD)、液压质量振动控制系统(HMS)等。

调谐质量阻尼器是一个小的振动系统,由质量块、弹簧和阻尼器组成。

斜拉桥拉索振动控制新技术研究一、本文概述随着现代桥梁工程技术的飞速发展，斜拉桥作为一种优美的桥梁结构形式，在世界各地得到了广泛的应用。

然而，斜拉桥拉索的振动问题一直是工程师们关注的焦点。

拉索振动不仅影响桥梁的正常使用，严重时还可能引发结构破坏，甚至威胁到人们的生命安全。

因此，研究斜拉桥拉索振动控制技术具有重要意义。

本文旨在探讨斜拉桥拉索振动控制的新技术，通过系统地分析和研究，为斜拉桥的设计、施工和维护提供理论支持和实践指导。

文章首先介绍了斜拉桥拉索振动的成因和分类，分析了不同振动类型对桥梁结构的影响。

随后，详细综述了国内外在斜拉桥拉索振动控制方面的研究进展，总结了现有技术的优缺点。

在此基础上，本文提出了一种新型的斜拉桥拉索振动控制技术，并对其原理、实现方法以及预期效果进行了详细的阐述。

通过本文的研究，期望能够为斜拉桥拉索振动控制领域的发展贡献新的力量，推动桥梁工程技术的不断进步，为人类的交通事业做出更大的贡献。

二、斜拉桥拉索振动机理分析斜拉桥拉索的振动问题，作为桥梁工程领域的一个重要研究方向，对桥梁的安全性和耐久性具有显著影响。

拉索作为斜拉桥的主要承重构件之一，其振动特性及机理的深入研究对于桥梁的长期运营和维护至关重要。

我们需要了解斜拉桥拉索的基本振动形式。

拉索的振动可以分为自由振动和强迫振动两大类。

自由振动是指在没有外界激励作用下，拉索由于初始扰动而产生的振动，这种振动形式通常会在短时间内衰减。

而强迫振动则是由外部激励，如风力、车辆通行等引起的，这种振动可能会持续较长时间，对拉索造成疲劳损伤。

斜拉桥拉索的振动与多种因素有关，包括拉索的自身特性（如长度、直径、材料属性等）、外部激励的特性（如频率、幅值等）以及桥梁的整体结构特性。

例如，拉索的长度和直径会直接影响其固有频率和阻尼比，从而影响其振动响应。

而外部激励的特性和桥梁的整体结构特性则会影响拉索的振动形式和振幅。

斜拉桥拉索的振动还可能受到一些非线性因素的影响，如拉索的垂度效应、大振幅振动时的气动力效应等。

第07卷 第10期 中 国 水 运 Vol.7 No.10 2007年 10月 China Water Transport October 2007收稿日期：2007-7-11作者简介：蔡志波 男（1973—） 江汉油田设计院勘察室 工程师 （433123） 研究方向：岩土工程高层建筑风荷载及抗风设计蔡志波摘 要：随着轻质高强新型建筑材料的不断涌现，高层建筑不但建筑形式变化多样，而且结构体型也朝着高大、轻柔的方向发展。

故风对高层建筑的影响越来越大。

所以必须认真对待高层建筑中风荷载。

本文通过简述风的起因、风的特征、风压及风荷载,更进一步说明了高层建筑中结构风振响应，从而达到风振控制以其实现采用非承重控制装置施加控制力抵御风振反应的设计方法。

关键词：高层建筑 风荷载 风振控制 抗风设计中图分类号：TU973+32 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）10-0078-03风对建筑物的作用是一个随机过程，因此，建筑物的风荷载包括三个部分：(1)平均风压产生的平均力(静态荷载)；(2)脉动风压产生的随机脉动力(动态荷载)；(3)由于风致建筑物振动产生的惯性力(动态荷载)。

对于高层建筑来说，动态风荷载不容忽视，要比较准确地确定风荷载往往要依赖于模型风洞试验，风洞模型的高频动态天平试验直接测量刚性模型底部的剪力和力矩，通过相似理论转换得到的是风作用在建筑物底部的平均风力和脉动风力及其功率谱，由此计算得到相应建筑物的位移和加速度响应。

一、 结构风荷载 1．风的成因、特性及风压空气的水平运动称为风。

风是由于空气从气压高处向气压低处流动而形成的,所以气压在水平方向上分布不均匀就是风产生的直接原因。

风速观测记录表明瞬时风速包含两种成分：周期在10min 以上的平均风和周期在几秒钟的脉动风。

由于受地表阻力等因素影响，风向与水平面有一夹角(一般在±10°范围内)。

表征风特性的参数有：1)平均风速剖面；2)紊流风速剖面；3)脉动风速谱；4)湍流积分强度等。

一
个 比较 明显 的缺 点 ， 就是在 波 浪荷 载 作 用下 会发 生 较明显 的结 构振 动 ， 那 尤其是 当波 浪周
期 与 防波 堤结 构 自振 周 期接近 时会 发 生更 为 严重 的共 振 现象 ， 将 会危 及 防 波堤 的结 构 安 这 全 。为 了克服这个 缺点 ， 文首 次 将 调谐 液 体阻 尼器 （ ｕ ｅ ｉ ｉ Ｄ ｍ ｅ 。 本 Ｔ ｎｄＬｑ ｄ ａ ｐ ｒ简称 为 Ｔ Ｄ） ｕ Ｌ 应
从 而达 到减少结 构振动 的 目的 。
图 ｌ 安 装 了 Ｔ Ｄ的 透 空 式 防 波 堤 的示 意 图 Ｌ
图 ２ 计 算 模 塑
维普资讯
２０ ０ ６年第 １ 期
广
东
造
船
３ ３
二
安 装 了 Ｔ Ｄ 的桩 基 挡 浪板 透 空 式 防波 堤 的波浪 反 应 方 程 Ｌ
＝ ｔ ｎ ａｈ ；
日和 Ｒ分别 为 Ｔ Ｄ的水 深 和 宽度 。 Ｌ （） ２ 挡浪 板上 波 浪荷 载 作 用 在透空 式 防波 堤挡 浪 板 上 的波浪荷 载 可表达 为 ： Ｐ Ｉ Ｐｓ （ Ｉ （）＝ ｏｉ ∞ ） ｎ
式 中 ：ｏ 波浪 力 的峰 值 ，。 Ｐ为 Ｐ ＝ｍａ ｌ ｔ Ｉ ｘｆ ） ； （
关键 词 ： 透空式 防波 堤
调谐 液 体阻 尼 器
波浪 反 应
结构控 制
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上．
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一
嗣 吾
桩基挡 浪板透 空式 防波堤 是 一 种 新 型 防 波 堤结 构 ， 传统 的重 力 式 实 体 防波 堤 （ 抛 与 如 石防 波堤 、 箱防波堤 等 ） 比 ， 有下 述 一 些 优 点 ： １ 结构 简单 ， 沉 相 具 （） 尤其 适用 于 软土地 基 ， 施 工方便 ， 价较 低 ；２ 由于桩基 挡 浪板 透空 式 防 波堤 下 部透 空 ， 潮流 影 响小 ， 造 （） 对 不仅 避 免 了 因建造 实 体 防 波堤而 产 生 的港 内淤 积 问 题 ， 且对 港 口水 域生 态 环 境 的影 响 也大 大 降低 ； 而 （） ３ 桩基 挡浪 板透空式 防 波堤 内侧 可 兼 做 码 头 使用 。 但 是 ， 基挡 浪板 透 空 式 防波 堤 也 有 桩

带你了解各种阻尼器知识一、什么是消能减震结构消能减震就是通过在建筑结构的某些部位如柱间、剪力墙、节点、联接缝、楼层空间、相邻建筑间、主附建筑间等设置阻尼器以增加结构阻尼，消耗地震下结构的振动能量，达到减小结构的振动反应，实现结构抗震和抗风的目的。

采用了消能减震技术的结构称为消能减震结构。

二、消能减震技术的适用范围消能减震技术在特定的条件下，才能发挥它最大的效用，达到经济安全的目的，消能减震技术主要用于以场合：▪高烈度（>7度）地区▪强风地区▪超高层建筑▪大型公共建筑-大跨空间结构▪大型综合体-框架支撑（少墙）结构▪震动舒适度要求：风作用和大面积楼盖三、阻尼器有哪些类型下图为史上最全阻尼器类型表：1、TMD调频质量阻尼器(tuned mass damper，TMD）：由质块，弹簧与阻尼系统组成。

一般将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减振作用。

调频质量阻尼器（TMD）属于结构被动调谐减振控制的装置中的一种。

被动调谐减振控制系统是由结构和附加在主结构上的子结构组成。

附加的子结构具有质量、刚度和阻尼，因而可以调节子结构的自振频率，使其尽量接近主结构的基本频率或激振频率，这样当主结构受激振而振动时，子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的反应衰减并受到控制。

子结构的质量可以是固体质量也可以是液体质量。

台北101大厦的那个大球就是TMD的一种2、TLD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。

3、TLCD调谐液柱式阻尼系统(Tuned liquid column dampe,简称TLCD)利用辅助振动系统来消除主体结构的振动。

调谐质量阻尼器施工方案1. 引言调谐质量阻尼器（TMD）是一种被广泛应用于结构抗震领域的 passively controlled device。

它通过在结构中引入质量和阻尼来减小结构的振动响应，从而提高结构的抗震性能。

本文将介绍调谐质量阻尼器的施工方案，包括选用材料、设计原理、施工流程等内容。

2. 选用材料在进行调谐质量阻尼器施工前，首先需要选用合适的材料。

常见的调谐质量阻尼器材料包括钢、铅、聚合材料等。

其中，钢材是较为常用的选择，具有较高的密度和强度，能够提供足够的质量以阻尼结构的振动。

此外，钢材还具有良好的可塑性和耐腐蚀性，适用于不同的施工环境。

3. 设计原理调谐质量阻尼器的设计原理是通过将其与结构相连，通过质量和阻尼的作用减小结构的振动幅值。

具体而言，设计原理包括以下几个方面：3.1 质量选择根据结构的特点和需求，在设计过程中需要选择合适的质量。

质量的大小会直接影响调谐质量阻尼器的阻尼效果，一般情况下，质量的选择应保证调谐质量阻尼器的质量足够大，但又不能过大，避免对结构整体产生不必要的影响。

3.2 阻尼选择调谐质量阻尼器的阻尼特性也是设计中需要考虑的重要因素。

阻尼的选择应根据结构的振动特性和设计要求进行。

一般地，阻尼器可以选择线性阻尼或非线性阻尼，具体情况可以进行仿真分析或实验研究。

3.3 安装位置选择调谐质量阻尼器的安装位置选择也是设计中的重要考虑因素。

一般情况下，调谐质量阻尼器可以安装在结构的关键部位，如梁、柱等。

通过合理选择安装位置可以最大限度地减小结构的振动响应。

4. 施工流程调谐质量阻尼器的施工流程主要包括材料准备、安装和调试等步骤。

4.1 材料准备在施工前，需要进行材料准备工作。

首先，根据设计要求选购符合规格要求的调谐质量阻尼器材料。

其次，对选购材料进行仔细检查，确保材料无损伤和质量问题。

4.2 安装安装调谐质量阻尼器时，首先需要进行结构的准备工作，如清理施工面、确定安装位置等。

高层建筑的风振控制方法随着现代建筑技术的快速发展，高层建筑在城市中的地位日益重要。

然而，高层建筑面临的风振问题也越来越突出。

风振是指风力作用下建筑物发生的摆振现象，严重的情况下甚至可能造成建筑物的结构破坏。

为了确保高层建筑安全稳定地运行，各种风振控制方法应运而生。

本文将介绍几种常见的高层建筑风振控制方法。

一、结构抗风设计在高层建筑的风振控制中，最常见和重要的方法就是通过结构设计增加建筑物的抗风能力。

结构抗风设计主要包括确定建筑物的基本参数、选取合适的结构形式以及采取适当的构造措施等。

例如，在设计中使用抗风性能较好的结构形式，如框架结构、剪力墙结构等；同时，在结构材料的选择上，考虑到其抗风性能，如使用高强度、轻质材料等，以提高整体抗风性能。

二、调节阻尼器调节阻尼器是一种通过调节结构阻尼系数来减小风振响应的装置。

它通过增加建筑物的阻尼，使得建筑物在受到风力作用时能够减少摆动幅度。

常见的调节阻尼器包括液体阻尼器、摆式阻尼器和粘滞阻尼器等。

这些阻尼器通过消耗结构的振动能量，起到稳定建筑的作用。

由于调节阻尼器的精细调整能力，使用调节阻尼器可以有效降低高层建筑的风振问题。

三、风洞试验模拟风洞试验模拟是高层建筑风振研究中常用的方法之一。

通过建立高层建筑的风洞模型，模拟真实风场中的风力对建筑物的作用，可以获取建筑物受风振影响的数据。

利用这些数据，工程师可以更准确地判断高层建筑的风振响应，进而采取相应的控制措施。

风洞试验模拟可以帮助工程师优化建筑物结构设计，减小风振响应，提升建筑物的抗风能力。

四、主动控制方法主动控制方法是指通过电子和机械设备等手段主动干预建筑物的振动状态，以减小风振响应。

主动控制方法主要有主动质量法、主动刚度法和主动阻尼法。

主动质量法通过增加建筑物的质量，改变其固有频率，从而减小风振响应。

主动刚度法则通过改变建筑物的刚度，来抑制结构的振动。

主动阻尼法则是利用控制力干预结构的振动能量，降低结构响应。

调谐质量阻尼器（TMD）在高层抗震中的应用摘要：随着经济的发展，高层建筑大量涌现，TMD系统被广泛应用。

越来越多的学者对TMD系统进行研究和改进。

本文介绍了TMD系统的基本工作原理，总结了其各种新形式，分析了它的研究现状，并指出了两个新的研究方向等。

关键词：TMD系统高层建筑抗震原理发展应用The use of the tuned mass damper in the seismic resistanceof the high-rise buildingAbstract：With the economic development, the high-rise buildings spring up, then, the tuned mass dampers are extensively used. More and more scholars research and improve the tuned mass damper. This thesis introduces the operating principle of the tuned mass damper，summarizes many new forms of the tuned mass damper, analyzes its research status and even points out two new research directions.Keyword: the tuned mass damper the high-rise building seismic resistance principle development use1.引言随着社会经济的快速发展，城市人口密度不断增长，城市建筑用地日益紧张，高层建筑成为城市化发展的必然趋势[1-3]。

高层及超高层建筑的不断涌现，加上建筑物的高度和高宽比的增加以及轻质高强材料的应用，导致结构刚度和阻尼不断下降。

工程力学中的振动控制方法有哪些？在工程领域中，振动现象是一个常见且重要的问题。

过度的振动可能会导致结构的疲劳破坏、降低设备的精度和可靠性、产生噪音等不良影响。

因此，研究和应用有效的振动控制方法对于保障工程结构和设备的安全稳定运行具有至关重要的意义。

一、被动振动控制被动振动控制是指不需要外部能源输入，依靠自身的结构特性来减少振动的方法。

常见的被动振动控制技术包括以下几种：1、阻尼减振阻尼是指系统在振动过程中能量耗散的能力。

通过在结构中增加阻尼材料，如粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器等，可以将振动能量转化为热能等其他形式的能量而耗散掉，从而有效地降低振动幅度。

2、质量调谐减振质量调谐减振器是一种利用质量和弹簧组成的振动系统，通过调整其固有频率与主结构的振动频率接近，从而实现对主结构振动的抑制。

常见的有调谐质量阻尼器（TMD）和调谐液体阻尼器（TLD）。

3、隔振隔振是通过在振源和被保护对象之间插入弹性元件或阻尼元件，来减少振动的传递。

例如，在机械设备的底座安装隔振垫，可以有效地隔离设备产生的振动向基础的传递。

二、主动振动控制主动振动控制则需要外部能源输入，并通过传感器监测振动状态，控制器计算控制策略，执行器施加控制作用来实现振动的抑制。

1、主动质量阻尼（AMD）AMD 系统由传感器、控制器、作动器和质量块组成。

传感器检测结构的振动响应，控制器根据检测到的信号计算出所需的控制力，作动器将控制力施加到质量块上，从而产生与结构振动相反的力，达到减振的目的。

2、主动杆主动杆是一种可以主动施加轴向力的元件。

通过实时调整杆的长度或内部的压力，来改变结构的刚度和阻尼特性，实现振动控制。

3、压电陶瓷作动器压电陶瓷具有在电场作用下产生变形的特性。

利用这一特性，将压电陶瓷片粘贴在结构表面，通过施加电压来改变结构的振动特性。

三、半主动振动控制半主动振动控制介于被动控制和主动控制之间，它不需要持续的外部能源输入，但可以根据结构的振动状态实时调整自身的参数，以达到较好的振动控制效果。

风振对桥梁工程损害及防治摘要：风对桥梁的作用是一种十分复杂的现象，随着桥梁跨径的不断增加，风振现象也越来越受到工程界的关注。

本文针对抖振、涡激共振、风雨振等风致振动对大跨度桥梁的结构安全形成不可忽视的影响，探讨了大跨度桥梁抗风设计原则与风致振动的控制,提出了改善桥梁结构和增加机械阻尼等方法.关键词:大跨度桥梁;风致振动;抗风设计1引言1940年秋，美国华盛顿州建成才四个月的主跨853m的塔科马悬索桥在风速不到20m／s的8级大风袭击下发生了当时还难以理解的强烈振动，奇妙的风竟使桥面扭曲翻腾．而且振幅愈来愈大。

直至使桥面倾翻到45度，最终导致桥粱的折断坠入峡谷之中。

这次事故后引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切,并开展了大量的理论探索和风洞实验研究。

我国自70年代起斜拉桥蓬勃发展,跨度日益增大,1999年10月，主跨1385m的江阴长江公路大桥的建成通车，使我国成为世界上能自主设计和建造千米级悬索桥的第六个国家。

中国改革开放以来已经建成了百余座缆索承重桥梁,其中包括10座悬索桥和近20座跨度超过400m的斜拉桥.与此同步，斜拉桥和吊桥的风致振动理论与实验研究也结合工程实际迅速发展,并取得了一些有价值的研究成果。

2桥梁结构风致振动理论风灾是自然灾害中发生最频繁的一种,桥梁的风害事故屡见不鲜。

风与结构的相互作用是一个十分复杂的现象，它受风的自然特性、结构的外型、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等多方面因素的制约。

当风绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力.当桥梁结构的刚度较大时,结构保持静止不动，这种空气力的作用只相当于静力作用。

当桥梁结构的刚度较小时，结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。

2.1 风的静力作用静力作用指风速中由平均风速部分施加在结构上的静压产生的效应，可分为顺风向风力、横风向风力和风扭转力矩。

在顺风平均风的作用下,结构上的风压值不随时间发生变化，作用与桥梁上的风力可能来自任一方向,其中横桥向水平风力最为危险，是主要的计算对象.它所造成的桥梁破坏的特点主要是强度破坏或过大的结构变形。

消能减震结构的设计方法研究林松伟发布时间：2021-09-10T07:42:44.187Z 来源：《防护工程》2021年16期作者：林松伟[导读] 地震灾害具有不可避免和不可预测性的特点，在设计建筑结构的抗震性能时，存在未知的变量因素，增加了准确分析结构抗震的难度。

在建筑结构的抗震设计时，在借助计算软件进行抗震计算分析时，也应高度重视起建筑结构的结构选型。

进行设计工作时，可以利用结构的规则性和对称性，采用消能减震的结构设计理念，进而提高结构的抗震性能。

林松伟广东省建筑设计研究院有限公司摘要：地震灾害具有不可避免和不可预测性的特点，在设计建筑结构的抗震性能时，存在未知的变量因素，增加了准确分析结构抗震的难度。

在建筑结构的抗震设计时，在借助计算软件进行抗震计算分析时，也应高度重视起建筑结构的结构选型。

进行设计工作时，可以利用结构的规则性和对称性，采用消能减震的结构设计理念，进而提高结构的抗震性能。

关键词：消能减震；结构；阻尼器；设计方法前言：由于建筑技术的逐渐成熟，计算模拟软件的发展，加之抗震设计水平的持续提高，也使得建筑抗震设计方案更加的合理科学，并随着新材料和新技术的应用，使得建筑抗震性能得以显著提升，当地震发生时，建筑将增加一定的安全系数。

1结构抗震设计目标、原则 1.1目标在结构设计抗震性能时，要确保小地震发生时住宅不会被损坏，有一定的安全性；中级地震发生时，住宅不会有太大的损坏，也不会威胁到居民的安全，并保证可以修复住宅结构的损坏，并可持续使用；发生大地震时，结构不倒塌，为人们提供足够的时间和空间逃脱。

从整体而言，结构设计目标是：小震可靠、中震损坏可修、大震高楼不倒。

1.2原则在设计结构时，为了保证结构抗震设计最优，有几个因素需要引起注意。

一，保证设计的住宅结构有良好的弹塑性和刚性，当有地震力影响住宅时，不会由于过于刚性或弹塑性大，导致结构出现不能修复的形变。

二，因强震同时还有余震相伴，此时，就不需要住宅结构对抗震能力太过注意，否则会使得住宅刚性太大，对余震带来的压力无法承受，所以，需要涉及结构抗震性能时既要对强震的破坏力进行抵制，同时还要对多次余震侵扰加以承受。

第28卷第5期 V ol.28 No.5 工 程 力 学 2011年 5 月 May 2011 ENGINEERING MECHANICS31———————————————收稿日期：2008-09-25；修改日期：2011-01-05基金项目：国家自然科学基金重点项目(50638010)；高等学校学科创新引智计划项目(B08014)；教育部创新团队项目(IRT0518) 作者简介：*柳国环(1980―)，男，天津人，博士，从事工程结构抗震、抗风研究(E-mail: carecivil@)；李宏男(1957―)，男，沈阳人，教授，博士，博导，院长，从事工程结构抗震、抗风、健康监测与诊断研究(E-mail: hnli@); 文章编号：1000-4750(2011)05-0031-04TLD-结构体系转化为TMD-结构体系的减振计算方法*柳国环，李宏男，国 巍(大连理工大学土木水利学院，辽宁，大连 116024)摘 要：提出了调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper ，TLD)转化为调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper ，TMD)对结构减振控制的计算方法，采用该方法可方便地采用能够容易数值模拟的TMD 实现TLD 对结构的减振控制分析。

TLD-结构体系转化为TMD-结构体系的理论推导过程简洁、物理概念清晰，并通过实例分析了一幢250m 的高层建筑结构，进而说明该文方法的可行性与合理性，可便于结构工程师直接利用商业有限元程序对TLD-结构体系进行数值仿真。

关键词：TLD ；TMD ；减振控制；数值模拟；高层建筑 中图分类号：TU311.3 文献标识码：AAN EQUIVALENT CALCULATION METHOD FOR ANALYSIS OF STRUCTURAL VIBRATION CONTROL OF TRANSFORMINGTLD-STRUCTURE TO TMD -STRUCTURE SYSTEM*LIU Guo-huan , LI Hong-nan , GUO Wei(School of Civil & Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China)Abstract: An equivalent calculation method for structural vibration control of a transforming TLD-structure to TMD-structure system is presented and proposed due to the easy implementation of TMD by numerical simulation. The derivation process of the transformation is reasonable and has explicit physical meaning. The analysis of a high-rise building structure 250m in height shows that the proposed method is feasible, accurate and can be directly used in the numerical analysis of the TLD-structure system by adopting commercial finite element software.Key words: tuned liquid damper; tuned mass damper; vibration control; numerical simulation; high-risebuilding随着社会进步和经济发展，大跨、超高层和高耸结构日渐增多。

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Keyword: magnetorheological (MR) damper parameter identification
performance test
mechanic modelpassive control shaking table test
III
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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
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1.1 论文研究背景
绪 论
强震和大风给人类带来了巨大的灾害，采用经济、高效、可靠的措施减小地震和 风振造成的损失，已经成为研究者和工程师们热衷的课题[1]。对于土木工程结构，传 统的抗震和抗风设计方法是保证结构具有一定的刚度、强度和延性，当结构所受的动 力荷载超过某种程度时，这种方法既不经济，也达不到预期的效果[2]。随着现代社会 和经济的迅猛发展，对建筑物提出了比以往更严格的抗震和抗风安全性及使用性要 求，基于传统的设计方法存在着较大的局限性。由于强震地面运动的复杂性，使人们 逐渐认识到以认为确定的地面运动强度和谱特性为目标的结构抗震设计中包含着由 于地面运动不确定性可能引起的风险。因此，急需寻求一种切实有效的方法来控制建 筑结构的这种振动。为此，各国的地震工程学家一直在寻找新的结构抗震设计途径， 以振动控制技术为特点的结构减震设计理论和实践，便是这种努力的结果。目前，结 构振动控制的研究和应用日益受到人们的广泛关注和重视， 已成为结构工程领域最具 前沿性的发展方向之一。