设置消能伸臂的高层建筑结构地震反应控制研究

作     者：刘裕禄 魏树利 王建 LIU Yulu;WEI Shuli;WANG Jian

作者机构：哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2020年第41卷第S02期

页      面：86-95页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51678210) 

主　　题：高层建筑 消能伸臂体系 顶部加速度控制 随机地震响应 LQR-accel算法 减震效果 

摘      要：由于高层建筑自身的加速度放大效应,地震作用下其顶部加速度反应易超出相关规范的限值。过大的加速度反应不仅会造成建筑内物品损坏,同时严重影响居住舒适性。为研究高层建筑顶部加速度特性及相应的控制策略,针对设置消能伸臂体系的高层建筑结构,首先根据欧拉梁理论建立结构在地震激励下的振动方程;然后基于随机地震响应分析阻尼器刚度系数和阻尼系数对结构顶部响应的影响;最后运用考虑加速度影响的LQR-accel算法对结构进行主动控制分析。结果表明:以控制顶部加速度响应为目标时,阻尼器存在最优阻尼系数,其刚度系数则越小越有利,结构顶部加速度的降低幅度约为30%;主动控制可以大幅降低体系顶部加速度响应,但是最优主动控制力中被动力占比不高,仅为55.64%。