张 雪,潘 超,韩 笑,柯永贤

(1. 烟台大学土木工程学院,山东 烟台264005;2.同济大学结构防灾减灾工程系,上海 200092)

大量研究表明,减震装置[1]可以有效降低风和地震作用引起的结构动力响应[2-3]。其中,调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD)作为一种吸振减震装置,因其结构简单、使用方便而受到较多的关注。TMD系统[4]主要是由质量块、弹簧和阻尼3个基本元件构成,其作用机理是通过调整TMD系统的频率使之与主结构基本周期相近,使主结构的振动能量向TMD转移并由其耗散,从而降低主结构的响应。

不少学者针对TMD系统参数的设计方法开展了研究工作。DEN提出了TMD基于定点理论的设计方法,但由于所需质量比较大,减震装置的质量足够大时才能达到理想的减震效果[5]。随着TMD减震系统不断应用于结构风振控制,欧进萍等[6]根据风荷载规范提出了设置TMD减震系统控制结构风振的实用方法;李春祥团队[7]研究了TMD-高层钢结构系统风振舒适度的设计方法;李创第等[8]基于复模态理论推导了TMD减震结构的风振、抗风可靠度约束抗风优化设计公式。上述传统设计方法主要是控制主结构加速度响应,未考虑附加减震装置的响应问题。基于此,汪正兴等[9]提出了控制主结构风振响应为主、兼顾TMD子系统相对位移响应的参数优化设计方法;李创第等[10]在结构随机振动响应的基础上,提出了TMD基于动力可靠性约束的优化设计方法。上述方法保证了结构在外激励下的整体性,TMD子结构对主结构不一定有最大耗能效果。……