张耀华[1]1999年在《巨型框架悬挂体系动力学及结构控制》文中认为本文首先总结了高层建筑结构的发展，并探讨其内在的原因是建筑材料的发展。当今建筑材料向轻质、高强、低结构阻尼发展，迫切寻找一种与之相适应的建筑结构形式。随着高层建筑高度的发展，结构的抗风、抗震越来越重要，结构振动控制是结构的抗风、抗震的重要途径。本文总结了目前结构振动控制的一些方法和思想，并提出应寻找一种适于建筑结构振动控制的方法。本文提出巨型框架悬挂体系是适于高层建筑发展规律的一种结构形式，并提出了与其动力特性相适应的动力学分析和结构振动控制方法，提出了一个崭新的高层建筑结构振动控制的思想。 本文首先提出了悬挂体系层间侧移刚度的算法，该方法考虑了重力、层间相互影响、不同的连接方法等因素。本文还提出了考虑柱轴向力影响的巨型框架侧移刚度的计算方法，并建立了巨型框架悬挂体系层间剪切的动力学模型，接着研究其动力特性，发现该体系有频率分族密布的特点。震动反应分析表明，该体系和传统的建筑结构相比，具有相当好的减震特性。 针对巨型框架悬挂体系频率分族密布的特点，本文提出主次结构截断模态综合分析方法对该结构进行分析，该方法使得利用模态综合分析法进行动力分析时，可决定对那些模态进行取舍。基于这种方法对巨型框架悬挂体系进行动力分析，可使其动力学分析问题大大简化。在此基础上，本文利用Kronecker代数对巨型框架悬挂体系进行了非平稳随机地震反应分析。 本文利用能量流方法对悬挂体系和巨型框架的相互作用进行研究，发现随着悬挂体系和巨型框架的质量比率的提高，悬挂体系对巨型框架的作用不可能是调谐质量阻尼器(TMD)，悬挂体系对巨型框架的驱动作用是巨型框架悬挂体系的重要特征。这些结论是进一步研究巨型框架悬挂体系结构振动控制的基础，也是对TMD理论的重要补充。根据悬挂体系对巨型框架的驱动作用，本文提出了异步驱动原理对巨型框架悬挂体系进行结构振动控制，指出这是对巨型框架悬挂体系进行调频和使各子结构反应均匀分布化的重要方法。 根据悬挂体系和巨型框架的震动位移相差很大的特点，本文提出了巨型框架悬挂体系的阻尼控制方法，并分析了其减震效果和特点。
张耀华, 梁启智, 付赣清[2]2000年在《巨型框架悬挂体系抗震原理及初步设计方法》文中研究说明介绍了利用主次子结构的截断模态综合法进行主次组合结构动力分析方法，通过对 传递函数的分析，揭示了巨型框架悬挂体系抗震原理。悬挂体系对巨型框架的驱动作用是该 结构体系的主要特征，巨型框架悬挂体系的振动控制取决于对驱动力的控制，提出了用异步 驱动原理来控制悬挂体系对巨型框架驱动力的控制，并提出了巨型框架悬挂体系基于异步驱 动原理初步设计方法。
王学庆[3]2009年在《考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析》文中研究指明由于高层和超高层建筑的建设成本高,人员和财产高度集中,建筑功能多变,因此与常用建筑相比,在灾害条件下具有更高的风险。研究更加安全、可靠、经济、适应建筑功能要求的结构新体系成为高层及超高层建筑结构发展过程中急待解决的重要课题之一。巨型框架隔震悬挂结构的提出为此起到了抛砖引玉、添砖加瓦的作用。巨型框架隔震悬挂结构新体系整合了巨型结构、悬挂结构和隔震技术三者各自的优点于一身,可有效保障高层和超高层建筑结构的安全可靠性和使用舒适性。而结构基础周围的地基土是影响结构动力特性最主要的影响因素之一,因此开展考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应研究具有重大的理论意义和应用价值。本文首先对不同土样在不同围压条件下的动力特性进行了试验研究。结果表明土层埋置越深,围压就越大,因此土颗粒接触点增加,导致骨干曲线的斜率增大,动剪切模量和剪切波速也就随之增大,与之相反,阻尼比随之逐渐减小。土的这些动力特性是研究土—结构动力相互作用的基础。其次,本文给出了隔震悬挂结构简化计算时的等效计算原则和等效计算方法。研究表明担梁与子结构质量比和隔震层与子结构重力刚度比在一定范围内时可将隔震悬挂结构由两质点体系简化为单质点体系,并给出了等效计算原则和等效计算公式,并经试验验证了等效计算公式的适用性,进而使其动力分析问题得到较大简化。再次,本文通过数值计算的手段对巨型框架单段和多段隔震悬挂结构进行了幅频和相频响应分析,揭示了单段和多段巨型框架结构通过主子结构间的相位差实现减震控制的原理。同时还发现结构参数中的主子结构质量比、频率比和子结构阻尼比在一定范围内存在最优值,可使结构的减震控制效果达到最佳状态。另外,不同形式巨型框架悬挂结构有限元模态对比分析表明,巨型框架隔震悬挂结构的自振周期明显长于其他两种形式的,有利于结构避震。有限元时程对比分析表明,分别与结构安全性和舒适性息息相关的主结构相对位移和子结构加速度明显小于自由悬挂和传统悬挂结构的。由于隔震层的存在使得巨型框架隔震悬挂结构的地震响应有快速衰减的现象,表明隔震层耗散了绝大部分的地震输入能量,从而达到较好的振动控制效果。最后,通过对不同悬挂结构形式在不同场地条件下的动力响应时程分析结果表明,土层做为地震波的传播介质,具有低频放大和高频滤波效应。考虑土—结构动力相互作用时的巨型框架隔震悬挂结构的地震响应振动控制指标(主结构相对位移和子结构绝对加速度)明显优于刚性地基条件假设条件的,因此不考虑土—结构动力相互作用时进行的结构参数设计是偏于安全和保守的。本文的研究表明,巨型框架隔震悬挂结构的震动控制思想依靠其独特的动力特性,在结构安全性和使用舒适性方面都是目前其他结构形式和振动控制方法所无法实现的。另外,它也是一种新的抗震思想的描述,对高层和超高层建筑结构振动控制有重要意义。
邓志恒[4]2002年在《预应力巨型框筒悬挂阻尼控制结构体系若干问题研究》文中研究表明本文根据结构控制理论概念及预应力混凝土结构体系、巨型框筒结构体系、悬挂结构体系、简体结构体系的受力特征，提出预应力巨型框筒悬挂阻尼控制结构新体系。本文首先从概念上分析了这种结构体系的受力特性，探讨了巨型框架梁柱的可能配筋形式，提出了这种结构体系值得研究的若干关键问题。本文重点在预应力巨型框筒悬挂阻尼控制体系抗震抗风性能及结构控制、混凝土收缩徐变对预应力巨型框筒悬挂体系的影响及分析方法、预应力巨型框架节点三方面进行了研究。 在结构体系动力响应分析及结构控制研究方面，本文分析了悬挂结构体系的减震原理及结构控制方法，建立了结构体系的结构控制模型，采用随机振动方法和动力时程方法对结构体系进行了动力分析，并与支承式巨型框架体系进行了分析比较，分析结果表明预应力巨型框筒悬挂阻尼控制体系具有良好的减振性能，影响巨型框筒悬挂阻尼控制体系控制效果的主要因素是悬挂结构质量、吊杆刚度及连接方式、弹簧阻尼控制的刚度K_d及阻尼C_d。在悬挂楼层设置弹簧阻尼器可以有效控制悬挂楼层在正常使用状态下的水平位移，以及在受震状态下过大的水平侧移，大大减小巨型框架柱的地震水平力。本文提出了巨型框筒部分悬挂结构体系的设计概念，分析表明，在结构体系1～3层设置悬挂楼层，可充分发挥悬挂楼层的减震作用，为预应力巨型框筒悬挂阻尼控制体系开拓了一条新的应用途径。本文采用Davenport风速谱对结构体系进行了风荷载作用下的随机振动分析，分析表明，自由悬挂楼层在风振作用下产生较大的位移方差和加速度方差，影响正常使用要求。本文提出的控制方法，即增大阻尼器刚度，可有效控制风振作用下悬挂楼层的动力响应。 在收缩徐变对结构体系的影响及分析方法研究方面，本文在总结分析国内外有关混凝土收缩徐变特性及其计算理论研究的基础上，引入施工过程分析收缩徐变对结构体系的影响。根据徐变力学基本方程及中值系数法推导出考虑应 广西大学惧士学位论文＿力变化、弹性模量随龄期变化以及钢筋对收缩徐变影响的任意截面双向偏心受问———‘“”“”—————’—””‘”‘——’“———”“—‘’“———””——一”“””————一刀’”一—－ 压构件收缩徐变对截面内力重分布影叼的计算公式。基于巨型框简结构体系在 竖向荷载作用下的受力特点，推导出考用施工过程及钢筋影响的巨型框筒悬挂 结构体系收缩徐变方程。基于施工过程及收缩徐变与时间密切相关的特点，建 立了竖向变形计算公式。应用本文公式对巨型框倚悬挂结构体系进行了算例分 析，计算结果表明，巨型结构体系由于具有楼层水平刚度大的特点产生较大的 竖向变形和附加内力，设计时必须考用这一因素的彤响。计算结果还表明，不 考虑施工建造过程变形的计算结果误差很大。 在预应力巨型框架节点研究方面，本文首次对配有圆形钢管的用骨混凝土 柱预应力泪凝土梁的巨型框架节点模型进行了试验研究，试验结果表明本文提 出的节点设计方法是可靠的，节点能够有效地传通梁端弯矩和剪力，节点具有 良好的抗震性能，在低周期反复荷载作用下圆形钢管与外部钢管混凝土能够有 效地共同工作，节点延性好，耗能能力强，钢管有效约束节点核心混凝土，延 缓节点区斜裂缝开展。本文节点设计方法解诀了配有圆形钢管的钢骨混凝土柱 与预应力混凝土梁有效结合的技术关键，为这种结构形式的应用提供了试验依－据。本文提出的收缩徐变分析方法及节点研究成果也适用于一般高层建筑结构， 可供工程设计参考。
张妮妮[5]2006年在《巨型钢框架悬挂结构体系的变阻尼半主动控制研究》文中认为巨型结构悬挂减震体系是一种具有良好减振性能的新型结构体系，对该体系的研究正逐渐成为我国抗震领域研究的热点。基于半主动控制兼具主动控制和被动控制的诸多优点，本论文在前人研究的基础上，对巨型钢框架悬挂结构体系进行主动变阻尼半主动振动控制，结合算例对三种不同变阻尼装置设置方式情况下的结构体系进行最优控制分析，比较该三种阻尼器设置方式的最优控制效果。 本论文首先采用等效模型简化分析方法对巨型钢框架进行简化模型分析，大大减少了计算量；通过对巨型钢框架悬挂结构体系与纯巨型钢框架结构的算例进行动力特性分析和比较，得到了一些巨型钢框架悬挂结构体系悬挂有利于减振的结论；然后将已有的磁流变液阻尼器分别设置在不同的位置：①子结构与子结构之间；②主结构与子结构之间；③主结构与子结构、子结构与子结构之间；采用基于LQR主动控制的变阻尼半主动控制理论，对基于以上三种设置方式的三个算例，进行结构的振动控制；算例分析表明，三种控制装置的设置方式中，在主结构与子结构、子结构与子结构之间均设置控制装置时，巨型钢框架悬挂结构体系的综合减振效果相对较好，尤其是加速度的减振效果。同时，论文还提出了有待研究的问题如：对时滞的考虑和对策；对结构非线性效应的考虑和处理；控制器的分布位置优化等等。
梁启智, 张耀华[6]1999年在《巨型框架悬挂体系地震反应特性及阻尼控制研究》文中提出研究了巨型框架悬挂体系对地震反应的特点，提出了用阻尼器进行巨型框架悬挂体系地震反应的控制方法，并研究了该阻尼控制体系的特点．最后通过仿真计算，阐述了巨型框架悬挂体系阻尼控制的有效性
蒲爽, 张丽, 曹辉, 雷阳[7]2012年在《对巨型框架悬挂结构的抗震性能的初步研究》文中研究指明本文介绍了巨型框架悬挂体系的概念,通过总结前人研究的成果,概括给出了巨型框架悬挂体系的结构控制思想以及它的现今在采用的主要的动力学模型,并总结得出了该体系的振动特性,并依据这些特性归纳得到了在这一体系中所体现的抗震原理,同时对现行的巨型框架悬挂减震体系的设计方法进行了介绍。
王栋[8]2004年在《巨型框架减振结构体系的研究》文中提出随着我国经济和社会的快速发展，城市人口密度的增加，超高层建筑将会得到越来越广泛的应用，因此有必要对超高层建筑的合理结构形式和动力响应计算方法进行系统研究。 巨型框架减振结构是一种理想的超高层建筑结构形式，它是随着结构工程的发展和控制理论研究的深入，综合利用巨型框架特有的二级结构形式和结构控制的基本思想而提出的。 本文从理论推导、数值分析、优化仿真等方面对巨型框架减振结构进行了深入研究，并对结构形式进行了改进，提出了巨型框架复合减振结构体系。 本文采用了更接近实际的力学模型，主结构采用弯曲刚度，子结构采用剪切刚度，利用随机振动复模态理论，推导了巨型框架减振结构的动力响应表达式，并以日本东京市政一号楼为基本模型，讨论了巨型框架减振结构两种结构形式(座承式和悬挂式)的主要参数(刚度和阻尼)对减振效果的影响，结果表明：与普通巨型框架结构相比，减振结构通过合理选择子结构刚度，可以较好的控制主结构在顺风向脉动风作用下的位移响应，从而提高结构的安全性，但与此同时，子结构自身的加速度响应也有了一定程度的提高。基于这样一种情况，本文提出了巨型框架复合减振结构体系及其分步设计思想，概括为：首先寻求巨型框架减振结构的最优的子结构刚度，以使主结构的位移响应得到最优控制，然后在特定的子结构上附加安装调频质量阻尼器(TMD)，通过合理选取TMD的参数进而控制子结构的加速度响应，实现总体控制目标。本文利用等效最优理论(ECPM)对TMD的参数进行了优化，利用Simulink对复合结构进行了动态仿真，结果表明：附加安装在子结构上的TMD并不会对主结构的动态特性产生大的影响，复合结构和减振结构一样都可以较好的控制主结构位移响应，而且复合结构经优化后的TMD还较好的控制了子结构加速度响应，所以复合结构体系既可以提高结构的安全性，又可以满足舒适度的要求，从而证明了本文提出的巨型框架复合减振结构是一种理想的超高层建筑结构形式，其将具有广阔的发展前景。
刘海卿, 王学庆, 王锦力[9]2010年在《应用SMA阻尼器的巨型框架悬挂结构减震分析》文中研究指明应用形状记忆合金(Shape memory alloy简称SMA)的超弹性和阻尼特性设计了一种新型SMA阻尼器。介绍了这种阻尼器的构造和工作原理;建立了SMA阻尼器的力学分析模型。采用结构动力学有限元方法,分别建立了应用SMA阻尼器控制和无阻尼器控制的巨型框架悬挂结构的三维实体有限元模型,对两种结构体系进行了地震时程分析。结果表明,应用SMA阻尼器控制的结构体系能有效地减小主-子结构的相对和绝对位移、相对和绝对加速度响应。保证了结构的安全性和使用的舒适性,具有很好的减震效果。
韩朝辉[10]2006年在《巨型钢框架静力和动力性能分析》文中研究表明世界建筑发展到今天,超高层建筑在建筑领域扮演着越来越重要的角色。巨型结构是一种新型的超高层建筑结构体系,结构体系的主、次结构受力明确,布置灵活,可满足特殊的建筑形式和建筑功能的要求。巨型结构是由巨型的构件组成的简单而巨型的桁架或框架等,作为高层建筑的主体结构,与其他结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。 本文主要针对巨型结构的一种特定形式巨型钢框架,应用有限元程序ETABS对其静力性能、动力特性、抗震性能等进行了较为系统、深入、全面的研究。 首先,根据目前高层建筑发展趋势,结合工程实例介绍了巨型结构的概念、特点、分类及应用情况。 其次,分析了巨型钢框架的静力性能,深入研究了结构在竖向荷载和水平风荷载作用下的传力机理、力学特性和变形特点。 以结构的内力、变形、效率和经济性为主要考察点,探讨了主、次框架之间不同连接型式、楼板刚度、和次框架的开洞位置及数量对巨型钢框架抗侧刚度的影响,并得到了一些有意义的结论。 再其次,对巨型钢框架模型进行了常遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。 选用典型的地震波,依据我国的相关规范进行时程分析。讨论了地震波输入维数、二阶效应、阻尼比和阻尼器对时程分析的影响,从而得到了一些有益的结论。 最后,对本文的研究工作进行了总结,给出研究中的一些结论,并指出在进一步研究中亟待解决的问题。
参考文献：
[1]. 巨型框架悬挂体系动力学及结构控制[D]. 张耀华. 华南理工大学. 1999
[2]. 巨型框架悬挂体系抗震原理及初步设计方法[J]. 张耀华, 梁启智, 付赣清. 工程力学. 2000
[3]. 考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D]. 王学庆. 辽宁工程技术大学. 2009
[4]. 预应力巨型框筒悬挂阻尼控制结构体系若干问题研究[D]. 邓志恒. 广西大学. 2002
[5]. 巨型钢框架悬挂结构体系的变阻尼半主动控制研究[D]. 张妮妮. 广西大学. 2006
[6]. 巨型框架悬挂体系地震反应特性及阻尼控制研究[J]. 梁启智, 张耀华. 华南理工大学学报(自然科学版). 1999
[7]. 对巨型框架悬挂结构的抗震性能的初步研究[J]. 蒲爽, 张丽, 曹辉, 雷阳. 中国新技术新产品. 2012
[8]. 巨型框架减振结构体系的研究[D]. 王栋. 西北工业大学. 2004
[9]. 应用SMA阻尼器的巨型框架悬挂结构减震分析[J]. 刘海卿, 王学庆, 王锦力. 武汉理工大学学报. 2010
[10]. 巨型钢框架静力和动力性能分析[D]. 韩朝辉. 西安建筑科技大学. 2006
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