1、無論從理論分析還是從震害現(xiàn)象看，結構在地震作用下的反應，除了發(fā)生平移振動外，還可能會發(fā)生扭轉振動。引起扭轉振動的原因，一是地面運動存在轉動分量，或地震時地面各點的運動存在著相位差；二是結構本身存在偏心，即結構的質量中心與剛度中心不相重合。震害表明，扭轉作用會加重結構的破壞，尤其是對于偏心結構，在某些情況下將成為導致結構破壞的主要因素。因此，偏心結構在地震作用下的扭轉耦聯(lián)振動的控制問題有很重要的實際應用意義。 該論文利用調(diào)液阻尼器

2、來控制偏心結構在地震作用下的扭轉耦聯(lián)振動。 主要的研究工作： (1)環(huán)形調(diào)液阻尼器對結構平移-扭轉耦聯(lián)振動控制的參數(shù)研究。首先建立起環(huán)形調(diào)液阻尼器(CTLCD)的運動方程，基于等價線性化的原則，將環(huán)形調(diào)液阻尼器的非線性阻尼線性化。對純扭轉振動情況下，對環(huán)形調(diào)液阻尼器的最優(yōu)參數(shù)問題進行研究，得到了解析表達式。分別針對結構的純扭轉振動和扭轉耦聯(lián)振動，推導出等效阻尼比的表達式，分析了控制系統(tǒng)的參數(shù)對控制效果的影響。結果表明，環(huán)

3、形調(diào)液阻尼器是一種有效的扭轉振動控制裝置。 (2)提出了利用調(diào)液柱型阻尼器(TLCD)和環(huán)形調(diào)液阻尼器(CTLCD)來控制偏心結構在雙向地震動作用下扭轉耦聯(lián)振動的方法。利用隨機振動理論，推導出調(diào)液阻尼器-結構體系在地震作用下隨機響應的表達式。基于遺傳算法，給出了控制系統(tǒng)的相關參數(shù)的優(yōu)化設計方法。計算結果表明，當優(yōu)化的目標函數(shù)考慮到結構每個自由度的反應時，結構的平移反應和扭轉反應都能得到有效控制。 (3)以一個8層偏心鋼結

4、構為算例，在結構頂層沿兩個主軸方向正交放置兩個TLCD，并在結構質心處安放一個CTLCD?；谠撐慕o出的優(yōu)化目標函數(shù)和遺傳優(yōu)化算法，對調(diào)液阻尼器的參數(shù)進行優(yōu)化設計。最后，在時域內(nèi)分析調(diào)液阻尼器對結構扭轉耦聯(lián)振動的減振作用。分析結果表明，合理設計調(diào)液阻尼器的有關參數(shù)，能使其有效控制結構的平-扭耦聯(lián)振動。 (4)進行了振動臺試驗，以驗證調(diào)液阻尼器的減振控制作用。設計了一個二層的單向偏心鋼結構模型，在結構的頂層放置一個TLCD和一個C

5、LTCD，在振動臺上，分別對結構無控時的反應和設置調(diào)液阻尼器后的反應進行試驗研究，結果表明，調(diào)液阻尼器能有效抑制結構的在地震作用下的扭轉耦聯(lián)振動。 (5)對環(huán)形調(diào)液阻尼器減振控制中的拍現(xiàn)象進行研究。分析了環(huán)形調(diào)液阻尼器對結構純扭轉振動控制中的拍現(xiàn)象，分別考慮無阻尼結構體系、主體結構有阻尼而CTLCD無阻尼的體系及主體結構和CTLCD中均有阻尼的體系，從數(shù)學角度對拍現(xiàn)象發(fā)生的機理進行解釋。研究結構表明，當環(huán)形調(diào)液阻尼器的阻尼增大到

6、一定程度時，拍現(xiàn)象會消失。當拍現(xiàn)象發(fā)生時，結構反應的瞬態(tài)部分不能得到迅速衰減，結構的瞬態(tài)響應將會占結構響應的很大一部分，如果僅考慮結構的穩(wěn)態(tài)響應會帶來較大的誤差。 (6)將基于市場機制的控制理論應用于TLCD半主動控制中，提出了基于市場機制(Market-basedControl，簡稱MBC)的TLCD半主動控制方案。其中，TLCD對結構的最優(yōu)控制力可由MBC控制準則確定，簡化了計算過程。從控制效果來看，基于市場機制TLCD半主

7、動控制方法能夠比被動TLCD更有效地控制結構在地震作用下的反應。 (7)改進了被動式調(diào)頻TLCD的減振特性，提出了半主動變剛度TLCD減振系統(tǒng)(Semi-activeVariableStiffnessTunedLiquidColumnDamper，簡稱SAVS-TLCD)，基本原理是將調(diào)頻TLCD的彈簧設置成可調(diào)諧狀態(tài)，在振動過程中，根據(jù)減振系統(tǒng)的需要適時調(diào)整調(diào)頻彈簧的開關狀態(tài)，以便更有效地控制結構在地震作用下的反應。計算結果表