基于刚度连接双层调谐质量阻尼器的性能

曹黎媛, 李春祥

(上海大学 土木工程系，上海　200072)



基于刚度连接双层调谐质量阻尼器的性能

曹黎媛, 李春祥

(上海大学 土木工程系，上海200072)

提出了基于刚度连接的双层调谐质量阻尼器(SDTMD)装置。SDTMD是在双层调谐质量阻尼器(DTMD)的基础上，在主体结构与小质量块之间设置一个附加弹簧而构成。经定义SDTMD最优参数的评价准则，在频域内研究了质量比对SDTMD控制结构位移响应时最优参数和有效性以及冲程的影响；并与TMD、DTMD和基于阻尼连接双层调谐质量阻尼器(DDTMD)装置进行了比较。数值结果表明，SDTMD的控制有效性明显高于TMD、DTMD和DDTMD。

结构振动控制；基于刚度连接双层调谐质量阻尼器；优化；性能；地震

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD)是一种有效的被动控制装置。TMD通过准确调整自身系统的频率和阻尼，将主结构振动系统的能量转移到TMD并由其耗散，从而抑制主结构的振动响应。TMD研究起源于1928年，Ormondroyd等[1]提出了动力吸振器思想。此后，TMD在工业界得到了迅速发展和应用。1977年，美国波士顿Hancock大厦和纽约花旗中心大楼先后安装了TMD，随后TMD开始应用于土木工程结构的振动控制。然而，在实际应用中，由于TMD的频率很难达到预期的最优调谐状态，因而其控制结构地震响应的有效性不高或不稳定。为改善TMD对结构振动控制的有效性和鲁棒性，Igusa和Xu[2]提出了采用不同频率的多重TMD(MTMD)概念；此后，众多学者对MTMD展开了深入的研究[3-7]。李春祥在MTMD的研究基础上，提出了双层调谐质量阻尼器(DTMD)[8]、基于刚度-阻尼器主动调谐质量阻尼器(SD-ATMD)[9]和基于刚度-阻尼器主动多重调谐质量阻尼器(SD-AMTMD)[10]等控制装置。……