Optimum multiple tuned mass dampers for the wind excited benchmark building

Abstract

The performance of multiple tuned mass dampers (MTMD) installed at the top floor of the wind excited benchmark building under across wind loads is investigated. The performance of MTMD is compared with that of single tuned mass damper (TMD) having same total mass. The governing equations of motion of the building with MTMD/ TMD are solved by employing state space formulation. Initially, the TMD is installed at the top floor of the benchmark building and the optimum parameters of the damper for the minimization of various performance criteria of the building are obtained for different mass ratios. Later on, the MTMD is installed at the top floor of the building and the optimum parameters are obtained for the minimization of various performance criteria of the building for different mass ratios and number of dampers. As it is easier to maintain the same stiffness of dampers, the stiffness of each damper in MTMD is maintained as constant. From the study, it is found that the MTMDs are quite effective and robust in the vibration control of the benchmark building.

Optimalūs masės slopintuvai vėjo veikiamuose aukštybiniuose pastatuose

Santrauka. Straipsnyje tiriamas kelių masės slopintuvų (KMS), įrengtų aukštybinio pastato, kurį veikia vėjo apkrovos, viršutiniame aukšte, poveikis konstrukcijai. Šis KMS poveikis lyginamas su vieno masės slopintuvo (VMS) poveikiu, teigiant, kad abiem atvejais suminės masės reikšmė yra ta pati. Pagal KMS ir VMS sudarytos judėjimo lygtys išspręstos pritaikius erdvinio būvio formuluotę. Iš pradžių VMS įrengiamas viršutiniame pastato aukšte ir šiam atvejui suskaičiuojami optimalus slopintuvo parametrai, minimizuojant įvairius darbo kriterijus ir įvertinant skirtingus masės koeficientus. Po to KMS įrengiami viršutiniame pastato aukšte ir optimalūs parametrai apskaičiuojami šiam atvejui, įvertinant skirtingus masės koeficientus ir skirtingą slopintuvų skaičių. Kiekvieno slopintuvo standumas KMS atveju nekinta. Daroma išvada, kad KMS įrengimas – gana efektyvi ir veiksminga priemonė siekiant išvengti vibracijų aukštybiniuose pastatuose.

Reikšminiai žodžiai: aukštybinis pastatas, optimalūs parametrai, KMS, pasyvioji kontrolė, vėjo apkrova, aukštas pastatas.

Keyword : benchmark building, optimum parameters, MTMD, passive control, wind load, tall building