體育場(chǎng)懸挑屋蓋風(fēng)振控制研究.pdf

1、體育場(chǎng)懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)是大型體育場(chǎng)館建設(shè)中的一種常用形式，該類(lèi)結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、柔度大、阻尼小、自振頻率低等特點(diǎn)，動(dòng)力特性復(fù)雜。對(duì)于大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題，目前還沒(méi)有合理成熟的理論。根據(jù)屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)的特點(diǎn)，研究結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制的新型阻尼器和相應(yīng)的控制方法：在高效、穩(wěn)定、可靠的原則下，解決阻尼器控制措施在實(shí)際應(yīng)用中的難點(diǎn)，也是大量的工程實(shí)踐迫切要求解決的問(wèn)題。 本文對(duì)體育場(chǎng)懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振控制研究。首先對(duì)隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)作用下體育場(chǎng)懸挑

2、屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用風(fēng)荷載數(shù)值模擬技術(shù)，在有限元軟件中對(duì)無(wú)控結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析。由于懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生較大的振動(dòng)，本文分別采用粘滯和粘彈性阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行控制。結(jié)果表明，加入粘滯阻尼器后，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移、加速度和桿件軸力都得到了明顯的控制，而屋蓋結(jié)構(gòu)加入粘彈性阻尼器后桿件軸力的減振效果不太穩(wěn)定。原因是安裝粘彈性阻尼器有可能引起結(jié)構(gòu)局部剛度改變，從而增大了部分桿件的內(nèi)力。粘滯流體阻尼器與粘彈性阻尼器相比，只

3、提供給結(jié)構(gòu)較大的附加阻尼，不改變結(jié)構(gòu)的剛度，有效地控制了結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。 為了在結(jié)構(gòu)中合理有效地布置阻尼器，尋求使得減振效果達(dá)到最優(yōu)的阻尼器布置，對(duì)阻尼器的位置優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行研究。根據(jù)大跨空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用遺傳算法進(jìn)行阻尼器的位置優(yōu)化。編制了相應(yīng)的優(yōu)化程序，以體育場(chǎng)懸挑屋蓋為研究對(duì)象，進(jìn)行阻尼器數(shù)量和位置尋優(yōu)；進(jìn)而總結(jié)了粘滯阻尼器阻尼器的優(yōu)化布置規(guī)律，對(duì)實(shí)際工程提供建議。最后系統(tǒng)進(jìn)行了粘滯阻尼器在懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)中的