半主动调谐质量阻尼器对非线性结构的减震控制

作者：王梁坤; 施卫星; 周颖^*

来源：土木工程学报, 2022, S1: 83-91.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.2022.s1.0408

• 非线性结构
• Bouc-Wen模型
• 半主动调谐质量阻尼器
• 振动控制
• 消能减震

传统调谐质量阻尼器(TMD)具有对频率调谐敏感和对宽频带地震下的消能减震性能不佳等缺陷。强震作用下，建筑结构会进入非线性阶段。为了保护建筑结构在强震下的安全性并提高被动TMD(PTMD)对非线性结构的减震作用，本文研究了一种能够同时变频率变阻尼的半主动TMD(STMD)及复合控制算法。该STMD既可通过基于小波变换(WT)的调频算法实时改变单摆的长度以调节自振频率，又可基于主结构和TMD的振动信号进行阻尼系数的开关调换。对一10层非线性建筑结构进行算例分析，研究了该STMD对结构在地震激励下的弹塑性响应的控制作用，并与一优化的PTMD进行了减震效果对比。数值模拟中，对地震激励进行了幅值的缩小及放大以考察其对STMD减震作用的影响。研究结果表明：STMD对该非线性结构的弹塑性震动响应具有良好的控制效果，能够减小结构的塑性发展及残余位移，并提高PTMD的耗能能力。STMD能够有效地减小结构的顶层位移和层间位移，控制性能优于PTMD。

• 单位
  土木工程防灾国家重点实验室; 同济大学