[发明专利]调谐液体阻尼器设计方法、装置、介质和设备

说明书

本发明公开了调谐液体阻尼器设计方法、装置、介质和设备，首先TLD初步设计，得到TLD初步设计参数；风荷作用下结构‑TLD耦合系统的TLD阻尼比敏感性分析，并拟合TLD响应与TLD阻尼比关系曲线；基于TLD当前设计参数，进行TLD减振性能振动台试验或数值模拟分析，得到液体晃荡频率f_t′，并拟合TLD阻尼比与TLD响应关系曲线；得到不同重现期风荷载作用下的TLD所能提供的阻尼比值判断TLD当前的f_t′和能否使受控结构响应满足控制目标；若否，则调整TLD设计参数，并且通过上述重计算液体晃荡频率f_t′和阻尼比值直到获取到的f_t′和使受控结构响应满足控制目标，得到TLD的最终设计结果。本发明使得TLD的设计更加细致和精确。

技术领域

本发明属于超高层建筑风致振动控制领域，特别涉及一种调谐液体阻尼器设计方法、装置、介质和设备。

背景技术

调谐液体阻尼器(TLD)是一种常用在超高层建筑风振控制中的被动控制装置，因构造相对简单、造价低，且可兼做消防水箱，而受到越来越多的关注。对于结构-TLD耦合系统而言，质量比、液体晃荡频率、TLD阻尼比是与控制效果息息相关的三个重要设计参数；其中，质量比为TLD中液体有效质量与结构受控模态质量的比值，取值范围通常为1％～5％；液体晃荡频率与水箱长度和液体深度有关，该频率与结构受控模态频率相近时控制效果最佳；而TLD阻尼主要来自于自由液面破碎、液体粘度以及液体与水箱壁面的摩擦，但仅依靠上述几种耗能方式，TLD所能够提供的阻尼比远小于最优值，难以达到有效控制结构风致振动的效果，因此常采取在TLD内设置耗能装置如阻尼网、格栅等措施增大液体晃荡耗能。

结构-TLD耦合系统中TLD的设计通常以受控结构响应为控制目标，先估计结构所需有效阻尼，有效阻尼是质量比的函数，进而确定满足条件的质量比；然后由确定的质量比计算得到最优频率比(液体晃荡频率与结构受控模态频率的比值)与最优TLD阻尼比；最后根据最优频率比计算满足TLD所在楼面空间大小的水箱长度和液深，根据最优TLD阻尼比计算TLD内置耗能装置设计参数。

该设计方法通过等效线性化的方式将TLD中液体晃荡问题化简，从而能够快速获得结构-TLD耦合系统的重要设计参数进而确定TLD外形尺寸、液深与内置耗能装置设计参数。研究表明在风荷载作用下TLD响应呈明显非线性，且带有内置耗能装置的TLD阻尼比会随着TLD响应的变化而改变，因此采用线性化的设计方法不能准确评估TLD控制效果。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种调谐液体阻尼器设计方法，该方法能够考虑TLD响应非线性特性，使得TLD的设计更加细致和精确，基于此方法设计的TLD能够准确的评估出其控制效果。

本发明的第二目的在于提供一种调谐液体阻尼器设计装置。

本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种调谐液体阻尼器设计方法，包括步骤：

步骤1、获取设计要求的结构-TLD耦合系统的质量比μ、液体晃荡频率f_t和TLD阻尼比通过等效线性化方法对TLD进行初步设计，得到初步设计的TLD的初步设计参数；

步骤2、构建结构-TLD耦合系统运动方程，对结构-TLD耦合系统进行不同重现期风荷载作用下的TLD阻尼比敏感性分析，并拟合TLD响应与TLD阻尼比关系曲线；

步骤3、基于TLD当前设计参数，进行有色噪声激励下的TLD减振性能振动台试验或数值模拟分析，对测得的TLD响应进行解耦分离，再进行模态参数识别，得到液体晃荡频率f_t′，并拟合TLD阻尼比与TLD响应关系曲线；