粘彈性阻尼器對高聳煙囪塔架結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制研究.pdf

1、高聳結(jié)構(gòu)是一種重要的結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于電視塔、輸電塔、微波塔、煙囪等領(lǐng)域，對人民的生產(chǎn)和生活意義重大。風(fēng)荷載是高聳結(jié)構(gòu)的控制作用，高聳結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)和強(qiáng)熱帶風(fēng)暴下的破壞時有發(fā)生，往往給社會生產(chǎn)和生活帶來不可估量的損失。粘彈性阻尼器（Viscoelastic Dampers，簡稱VED）作為一種消能減振裝置，它主要依靠粘彈性材料的滯回變形來耗能，減振效果良好，不需要外部能源，造價低廉，安裝方便。利用粘彈性阻尼器對高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振控制是一種安

2、全有效而又經(jīng)濟(jì)的方法，目前已得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 本文以馬達(dá)加斯加煙囪塔架結(jié)構(gòu)為工程背景，圍繞高聳塔架結(jié)構(gòu)的風(fēng)速模擬、風(fēng)壓模擬、振動控制、阻尼器位置優(yōu)化四個方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容包括：
　　 （1）研究空間脈動風(fēng)場模擬方法，將模擬地震波的經(jīng)典方法修正傅里葉譜法引入到風(fēng)場模擬中，結(jié)合諧波合成法提出新的脈動風(fēng)場模擬方法，并以一個大跨橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)速模擬為例，檢驗修正傅里葉譜法的精度和效率。模擬結(jié)果表明，修正傅里葉

3、譜法能夠有效地模擬風(fēng)場特性，風(fēng)速時程的自功率譜和目標(biāo)自功率譜幾乎完全一樣，互功率譜的精度略差，與諧波合成法相比，模擬精度和效率有較大的提高。
　　 （2）應(yīng)用數(shù)值風(fēng)洞方法模擬結(jié)構(gòu)表面的脈動風(fēng)壓，并將修正傅里葉譜法模擬的風(fēng)速時程作為邊界條件，對一個方形建筑的脈動風(fēng)壓進(jìn)行模擬；提出直接應(yīng)用數(shù)值風(fēng)洞模擬的脈動風(fēng)壓作為結(jié)構(gòu)的風(fēng)激勵；結(jié)果表明數(shù)值風(fēng)洞方法模擬脈動風(fēng)壓能準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布特性，同時能保留風(fēng)壓的頻譜特性，為結(jié)構(gòu)的風(fēng)振分析提

4、供合理的風(fēng)載激勵。
　　 （3）依據(jù)數(shù)值風(fēng)洞方法模擬的風(fēng)壓為風(fēng)載激勵，對馬達(dá)加斯加煙囪塔架結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)進(jìn)行分析，使用粘彈性阻尼器對結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)進(jìn)行控制，研究有效的高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制方法；粘彈性阻尼器控制煙囪塔架結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)可以達(dá)到良好的效果，結(jié)構(gòu)在脈動風(fēng)壓作用下的位移反應(yīng)得到了有效地控制，同時對速度和加速度反應(yīng)也有一定的控制作用。
　　 （4）采用有限單元法將馬達(dá)加斯加煙囪結(jié)構(gòu)離散為空間桿單元模型，利用數(shù)據(jù)處理軟件M

5、atlab編制基于時程分析法的有限元計算程序，對結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)進(jìn)行時域分析；利用遺傳算法對粘彈性阻尼器的位置進(jìn)行優(yōu)化，尋找阻尼器布置的最優(yōu)位置，并將優(yōu)化的結(jié)果與按隨機(jī)方法布置的結(jié)果進(jìn)行比較；計算結(jié)果表明遺傳算法可以迅速地搜索粘彈性阻尼器的最佳布置位置，對振動控制起到有效的優(yōu)化作用。
　　 本文的創(chuàng)新點：
　　 （1）將模擬地震波的經(jīng)典方法修正傅里葉譜法引入到風(fēng)場模擬中，結(jié)合諧波合成法提出新的脈動風(fēng)場模擬方法，在模擬脈動風(fēng)