导　　师： 傅继阳;吴玖荣

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 高耸结构高宽比大、细柔而轻质、阻尼较小,自身的固有频率与强风的卓越频率相近,对风荷载极其敏感,在风荷载作用下结构侧移和加速度明显增大,风荷载成为控制其结构设计的主要荷载。为了防止高耸结构在风荷载作用下产生过大的侧移和加速度,提高结构的安全和舒适度,本文将双向变摩擦摆调谐质量阻尼器(双向VFPS-TMD)系统置于高耸结构顶部,来实现对结构进行风振控制。同时为了使TMD系统的风振控制性能达到最佳,本文利用自适应遗传算法对其参数进行最优化分析。本文的主要研究内容如下所示:建立和推导了顶部带双向VFPS-TMD系统的高耸结构,在风荷载作用下的动力方程并给出了利用状态空间法求解该动力方程的大致流程。在对广州新电视塔三维有限元模型进行了简化的基础上,利用谐波叠加法和准定常假设,结合风洞试验的研究成果,通过数值模拟的方法得到广州新电视塔90度风向角的顺风向风荷载时程,验证分析了顶部带双向VFPS-TMD系统的高耸结构风振控制性能。在不同重现期风荷载作用下,分析了主体结构不同阻尼比、主体结构与控制系统不同质量比、不同定摩擦系数以及不同摩擦模型下,双向VFPS-TMD系统的风振控制效益。分析结果表明,选用在通过经验选取的设计参数条件下,顶部带双向VFPS-TMD系统的广州塔简化模型,在100年重现期风荷载作用下,其结构顶层X、Y方向位移均方根减振效率最高分别可达45.6%、52.6%,在10年重现期风荷载作用下,其结构顶层X、Y方向加速度均方根减振效率最高分别可达41.6%、41.8%。通过双向摩擦力滞回曲线图和相同设计参数下的位移、加速度时程图及统计结果进行对比,分析了定摩擦和变摩擦模型双向FPS-TMD系统的耗能减振机理。通过以广州新电视塔简化模型顶部有无设置双向VFPS-TMD系统的主体结构顶部风致位移�

关 键 词： 双向变摩擦摆调谐质量阻尼器 风振控制 高耸结构 自适应遗传算法 参数优化设计

领　　域： []