[发明专利]一种超高层建筑风振控制阻尼器性能的检测评价方法

说明书

本发明属于结构振动控制技术领域，涉及一种超高层建筑风振控制阻尼器性能检测评价方法，包括：步骤1、对安装有TLD的超高层建筑进行现场实测，通过测量系统进行实时测量与数据采集工作，得到多源耦合响应信号；步骤2、对测量系统测得的多源耦合响应信号进行解耦，进而得到解耦后的模态响应信号；步骤3、在模态坐标下，对解耦后的模态响应信号进行参数识别，得到结构‑TLD系统对应的固有频率和模态阻尼比；步骤4、利用参数识别结果还原得到原结构和TLD参数；步骤5、根据还原得到的原结构和TLD参数进行TLD性能评价。本发明实现了对TLD性能的动态检测评价，是一种更为有效、准确的超高层建筑风振控制阻尼器性能检测评价方法。

技术领域

本发明属于结构振动控制技术领域，涉及一种超高层建筑风振控制阻尼器性能检测评价方法。

背景技术

对于超高层建筑，强风作用下的风致荷载和响应通常是影响结构安全性和居住者舒适性的控制性因素。超高层建筑风振控制常采用基于动力减振器(DVA)的阻尼器方法，在建筑的适当位置增加阻尼器，以增加结构的等效阻尼来达到减缓结构振动的目的。阻尼器通常包括两类，即调谐质量阻尼器(TMD、包括主动和被动方法)和调谐液体阻尼器(TLD)。其中，TLD是一种构造相对简单、造价低的阻尼器，尤其是还可兼做消防水箱，本发明内容将只讨论TLD的相关情况。

在工程实践中，实际超高层建筑的结构动力特性与设计时的有限元分析结果会存在差异，同时TLD的实际动力特性与原设计相比也会存在一定的变化。此外，由于存在风与结构的相互耦合作用，在较强(台)风作用下，实际超高层建筑结构的固有频率和模态阻尼比会随着风速和响应强度的变化而变化。这些差异都会导致TLD失谐以及阻尼参数没有实现最优设置，从而使得TLD难以达到理想的控制效果。因此，需要对安装在超高层建筑中的TLD系统性能进行检测评价。由于风荷载的不确定性和不可重复性，以及受控建筑模态参数的时变特性，使得准确评价安装在建筑物中TLD的系统性能极具挑战性。

TLD性能的已有评价方法主要有：1)采用动态测试技术和随机减量法对有TLD和无TLD两种结构的阻尼比进行计算，对同样风速风向情况下有、无TLD的结构响应的测量结果进行对比分析来说明TLD的有效性。2)采用能量比方法，通过对建筑物和TLD在强风过程的响应进行监测，利用建筑物响应、TLD响应以及结构-TLD质量比直接计算附加有效阻尼来评价TLD的性能。

以上方法中，方法1)需要分别测量安装TLD前后结构的响应情况，但“同样风速风向情况下”几乎很难满足；方法2)采用基于能量比确定附加有效阻尼来评价TLD性能，本质是一种简化方法，只能得到TLD的减振效果，无法准确获取并判断整个结构-TLD系统的特征状态(模态频率、阻尼比的变化情况)并对系统的减振性能做出准确的评价，同时也会影响进一步对TLD系统参数调整的决策。

发明内容

针对已有方法仅用有效附加阻尼来评价TLD性能，且忽略了受控建筑结构动力特性具有时变性这一特征，使得已有方法具有不能全面准确检测评价TLD减振性能的不足，本发明提供一种超高层建筑风振控制阻尼器性能检测评价方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种超高层建筑风振控制阻尼器性能检测评价方法，包括：

步骤1、对安装有TLD的超高层建筑进行现场实测，通过测量系统进行实时测量与数据采集工作，得到多源耦合响应信号；

步骤2、对测量系统测得的多源耦合响应信号进行解耦，进而得到解耦后的模态响应信号；

步骤3、在模态坐标下，对解耦后的模态响应信号进行参数识别，得到结构-TLD系统对应的固有频率和模态阻尼比；

步骤4、利用参数识别结果还原得到原结构和TLD参数；

步骤5、根据还原得到的原结构和TLD参数进行TLD性能评价。