基于改进遗传算法的大跨网架结构阻尼器优化与减震分析

发布时间：2020-06-08 17:07

【摘要】：大跨网架结构因其轻质高强,宽敞大方,建筑形式简单优美,常用在车站、机场、体育场馆以及展厅等人流密集的公共场所,但由于结构本身刚度小、阻尼低,受到地震或其他动力荷载作用会引起较大振动,造成结构的损伤甚至倒塌。粘滞阻尼器构造简单,易于施工,对温度和激励频率的变化不敏感,并且减震控制效果明显。基于上述背景,为了研究采用粘滞阻尼器替换结构杆件的大跨网架减震体系的减震性能,本文在已有的粘滞阻尼器优化研究基础上,结合遗传算法编制改进的优化程序,并进行多遇和罕遇地震作用下粘滞阻尼器位置、数量和其他影响因素的优化研究以及减震性能对比。本文的主要研究内容有:(1)首先介绍粘滞阻尼器基本性能,结合网架结构对粘滞阻尼减震体系的减震原理进行阐述,并总结出适用于大跨网架结构减震的方法;(2)在已有的大跨网架结构阻尼器优化研究基础上,以替换杆件的模态应变能百分比之和为优化思路,编写了改进遗传操作的自适应遗传算法优化程序,对粘滞阻尼器进行优化;(3)以某体育场看台大跨网架结构进行实例分析。采用改进的遗传算法优化程序对大跨网架结构进行阻尼器优化布置,对比多遇地震下优化布置方案和随机布置方案位移和加速度的减震效果,以此验证优化程序的有效性;(4)在多遇地震下,对大跨网架结构中粘滞阻尼器的优化进行深入研究。最终确定阻尼器位置、数量和阻尼系数最佳的优化方案,并总结出粘滞阻尼器优化布置的规律;(5)在多遇地震研究基础上,通过对比和分析节点的位移、加速度幅值、杆件应力幅值以及粘滞阻尼器受力与位移情况,进一步探讨最佳优化方案对大跨网架结构在罕遇地震中的减震控制效果。本文通过改进的遗传算法优化程序获取粘滞阻尼器最佳优化方案,不论在多遇地震或是罕遇地震下,均能有效降低大跨网架结构节点各向位移和加速度响应峰值,在罕遇地震中,粘滞阻尼器的滞回曲线均为饱满,吸收了大量的能量,能大幅减小结构杆件的应力幅值,使结构各个构件处于弹性状态,改善结构受力状态,为粘滞阻尼器在大跨空间结构中的运用和设计提供一些参考价值。
【图文】：

地震灾害很多地震在发生时往往无规律可寻，于是人们从建筑结构本身入手，，将抗震

网架结构
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU356;TU352.1

【参考文献】

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本文编号：2703388