《防灾减灾工程学 教学课件 ppt 作者 江见鲸 第16章 防风减灾对策与风振控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防灾减灾工程学 教学课件 ppt 作者 江见鲸 第16章 防风减灾对策与风振控制（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、16037-16a,主编,第16章 防风减灾对策与风振控制,16.1 防风减灾对策 16.2 风振控制,16.1 防风减灾对策,(1) 在北方大陆内地建造防风固沙林，在沿海地区建造防风护岸植被，以减小风力及大风对城市或海岸的破坏。 (2) 在经常受风灾危害的地区，建立预报、预警体制。 (3) 城市应编制风灾害影响区划，建立合理有效的应对策略，如避风疏散规划等。 (4) 加强工程结构的防风设计，针对生命线工程，非主体但易损构件的防风易损性分析，及时加固并进行防风设计。 (5) 针对各地区的风荷载特性研究，如地区风压分布、地面粗糙度划分、高层建筑风效应、大跨结构的风振分析等。,16.2 风振控制,
2、16.2.1 主动控制技术 16.2.2 被动控制技术 16.2.3 混合控制技术 16.2.4 半主动控制技术,16.2.1 主动控制技术,(1) 主动调谐质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper,简称A或AMD)，它是将调谐质量阻尼器与电液伺服机构连接，构成一个有源质量阻尼器，因质量运动所产生的主动控制力和惯性力都能有效地减小结构的振动反应。 (2) 主动拉索(Active Tendon)控制装置，它是利用拉索分别连接着伺服机构和结构的适当位置，伺服机构产生的控制力由拉索实施于结构上以减小结构的振动反应。 (3) 主动挡风板(Aero Dynamic Appendage
3、)，在建筑物的适当位置安装主动挡风板可以减少在暴风荷载作用下结构的振动。,16.2.2 被动控制技术,1.耗能器控制 高层建筑和高耸结构中加入耗能器装置，可以降低结构在外界干扰下的敏感性，从而可以达到减小结构振动的目的。 2.TMD控制 调频质量阻尼器(TMD)是最常用的一种被动控制系统。 3.TLD控制 TLD对建筑物所起减振作用的机理与TMD有相似之处，TLD的构造是一充液的储液箱。,1.耗能器控制,(1) 粘弹性耗能器。 (2) 粘滞阻尼器。 (3) 摩擦耗能支撑。,(1) 粘弹性耗能器。,粘弹性材料是粘弹性的，同时具备弹簧和流体的性质。在适度的变形能力范围内，可以恢复到它原来的形状，具
4、有弹性性能；另一方面也具有一定的抗剪能力，它不像弹簧那样贮存能量，而是把能量转换成热能向四周扩散。,(2) 粘滞阻尼器。,粘滞流体阻尼器是利用其内部活塞前后压力使粘滞流体流过阻尼孔产生阻尼力，从而耗散能量。目前已经研制开发出的粘滞阻尼器主要有筒式流体阻尼器、油动式阻尼器等。,(3) 摩擦耗能支撑。,摩擦耗能装置是可滑动而改变形状的机构。该机构带有摩擦制动板；机构的滑移受板间摩擦力控制，而摩擦力取决于板间的挤压力，可通过松紧节点板的压紧螺栓来调节。,2.TMD控制,(1) 支撑式。质量块支撑与结构的某部位上，可双向滑动并具有双向弹簧和双向阻尼器，大多设在顶部。 (2) 悬吊式。质量块悬吊于结构的
5、某部位上，可双向自由摆动，有时可利用结构的附属设备作为悬吊质量。 (3) 碰击式。在结构的某些部位上悬挂摆锤，但结构振动时，该摆锤碰击结构(在碰击处要设减震或消能装置)，使结构振动衰减，常用于烟囱、塔架等高耸结构的控制。,3.TLD控制,TLD对建筑物所起减振作用的机理与TMD有相似之处，TLD的构造是一充液的储液箱。一旦结构产生运动，安装于结构上的储液箱中的自由液面就作相对于结构的晃动，晃动产生作用于箱壁和箱底的正压力和粘滞力，这些分布力合成作用于结构上的力，由作用于箱壁部分的正压力合成作用于结构上的力，与TMD的惯性力性质相同；但箱底有粘滞力合成作用于结构的力，与TMD不同。,16.2.3
6、 混合控制技术,混合控制就是主动控制和被动控制的结合。由于具备多种控制装置参与作用，混合控制能摆脱一些对主动控制和被动控制的限制，从而更好地实现控制效果。尽管它相对于完全主动结构更复杂，但是其效果比一个完全主动控制结构要可靠一些。现在，有越来越多的高层建筑和高耸结构采用混合控制来抑制动力反应。,16.2.4 半主动控制技术,1.主动变刚度(AVS)控制系统 2.主动变阻尼(AVD)控制系统及试验研究 3.主动变刚度阻尼(AVSD)控制系统,1.主动变刚度(AVS)控制系统,主动变刚度控制系统即在外界激励作用下，根据检测到结构响应和(或)外激励的反馈信息，利用一定的控制算法通过开关切换技术随时调
7、整结构的刚度，从而使受控结构尽量避开共振状态，达到减小结构响应的目的。,2.主动变阻尼(AVD)控制系统及试验研究,主动变阻尼(AVD)控制系统即是在外激励作用下，根据检测到结构响应和(或)外激励的反馈信息，利用一定的控制算法通过开关切换技术随时向受控结构提供最佳的阻尼，从而达到减小结构响应的目的。,随着对变阻尼装置不断深入研究，出现了许多控制装置，主要有以下几种： (1) 半主动流体阻尼器。该装置由充满硅油的外缸、不锈钢活塞杆、铜制活塞和具有一控制阀的旁路组成，利用控制阀改变通过旁路的流体流量，进而控制阻尼器的阻尼特性。 (2) 可变孔隙阻尼器。该装置以传统的液压流体阻尼器为基础，利用一可调
8、的机电变孔隙阀来改变对流体流动的阻力，从而提供可变的阻尼。 (3) 变摩擦阻尼器。该装置主要由外缸、滑移杆、两个制动垫、压电作动器、支撑板和间隙可调螺栓组成，下部的制动垫附着在外壳上，上部制动垫放在滑移杆上，压电作动器一面与上部的制动垫相连，另一面与支撑板相连，并且根据主控制器提供的电压指令改变自身长度，进而改变制动垫与滑移杆间的压力实现摩擦力可调。,2.主动变阻尼(AVD)控制系统及试验研究,(4) 半主动液压阻尼器。该阻尼器由一可调阻尼单元和一阻尼力控制器两部分组成，变阻尼单元包括一双推杆式液压缸体和一管路，在管路中装有流量控制阀、止回阀和一蓄能器。阻尼力的大小通过流量控制阀来调节，阻尼力指令由主计算机根据使结构每一层的风振响应达到最优的反馈控制算法计算。 (5) 半主动调频质量阻尼器和半主动调频液体阻尼器。被动的调谐质量阻尼器基本上由一单自由度的质量-弹簧-阻尼器系统组成，一般固定在多层结构的顶层。,2.主动变阻尼(AVD)控制系统及试验研究,3.主动变刚度阻尼(AVSD)控制系统,主动变刚度阻尼(AVSD)控制系统在外激励作用下，根据检测到结构响应和(或)外激励的反馈信息，利用一定的控制算法使结构在不同的刚度、阻尼间进行切换。,
