蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风场环境模拟及MTMD减振分析
发布时间：2023-10-15 18:10
大跨度空间结构的建造技术水平是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志[1]。大跨度空间结构具有造型优美、施工速度快、使用面积大、经济效益好等特点,在实际工程中应用的越来越多,然而大跨度空间结构也存在阻尼小、重量轻、柔度大等不足,是一种典型的风敏感结构,在使用过程中易受外界风荷载的影响,极易造成结构产生大幅度的抖动,甚至引起结构破坏,给人们带来心理恐慌[2]。为了使大跨度空间结构能够保持足够的稳定性和安全性,需要对结构的振动进行控制[3]。调谐质量阻尼器(TMD)是被动减振技术之一,具有构造简单、安装容易、造价低廉等优势,在结构减振领域发挥着至关重要的作用[4]。目前,TMD在楼板、人行桥和高耸结构等工程研究较多,但在大跨度空间结构减振研究尚缺乏。同时,为了使TMD在减振控制时,能够高效、稳定、可靠的进行工作,也是实际工程应用中亟待解决的问题[5]。本文结合蚌埠体育中心体育场项目,研究了该体育场大悬挑钢结构屋盖周围的风场环境,探讨了多重调谐质量阻尼器(MTMD)在体育场大悬挑钢结构屋盖中的减振效果,研究工作主要包括以下部分:(1)详细介绍了蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖现场动力响应...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 大跨度空间结构的发展
1.3 风灾对大跨度空间结构的影响
1.4 结构风工程
1.4.1 现场实测法
1.4.2 风洞试验法
1.4.3 数值模拟法
1.5 大跨度空间结构风振控制
1.5.1 大跨度空间结构风振控制的特点
1.5.2 大跨度空间结构风振控制的现状
1.6 工程概况
1.7 本文主要研究内容
第二章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖减振现场实测
2.1 引言
2.2 调谐质量阻尼器的设置及安装
2.2.1 调谐质量阻尼器的参数设置及布置
2.2.2 调谐质量阻尼器的现场安装及调试
2.3 调谐质量阻尼器减振测试方案
2.3.1 加速度传感器测点布置
2.3.2 动力响应测试仪器
2.3.3 动力响应测试工况
2.4 小罩棚钢结构屋盖振动测试结果分析
2.4.1 TMD关闭状态测试结果分析
2.4.2 TMD开启状态测试结果分析
2.4.3 减振效果评价
2.5 大罩棚钢结构屋盖振动测试结果分析
2.5.1 TMD关闭状态测试结果分析
2.5.2 TMD开启状态测试结果分析
2.5.3 减振效果评价
2.6 小结
第三章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风场环境研究
3.1 引言
3.2 风洞试验
3.2.1 风洞试验室及试验模型
3.2.2 风洞试验方案
3.3 风洞试验数据处理及结果分析
3.3.1 数据处理
3.3.2 计算结果
3.4 风荷载的数值模拟计算
3.4.1 计算域的设置及几何模型的建立
3.4.2 网格的划分
3.4.3 边界条件的设定
3.4.4 收敛准则和求解参数
3.5 数值模拟数据处理及结果分析
3.6 小结
第四章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风荷载时程模拟
4.1 引言
4.2 线性滤波法
4.3 脉动风的特性
4.3.1 脉动风自功率谱
4.3.2 脉动风空间相干函数
4.4 模拟空间点风压时程程序
4.5 AR法模拟风速时程整体过程
4.5.1 M维脉动风速时程的AR模型
4.5.2 脉动风协方差矩阵R
4.5.3 自回归系数ψk
4.5.4 随机过程N(t)
4.5.5 求解M维脉动风速时程
4.6 体育场大悬挑屋盖风速时程曲线模拟
4.7 风压与风速之间的关系
4.8 小结
第五章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风致振动分析
5.1 引言
5.2 时程分析方法
5.2.1 结构响应动力方程
5.2.2 时程分析理论
5.3 有限元分析模型
5.3.1 模型分析
5.3.2 结构动力特性分析
5.4 大悬挑屋盖风振响应分析
5.4.1 节点位移响应
5.4.2 节点速度响应
5.4.3 节点加速度响应
5.5 小结
第六章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖振动响应控制分析
6.1 引言
6.2 调谐质量阻尼器在ANSYS中实现
6.2.1 调谐质量阻尼器的工作原理
6.2.2 多重调谐质量阻尼器(MTMD)在ANSYS中实现
6.3 数据处理和减振效果分析
6.3.1 节点位移响应
6.3.2 节点速度响应
6.3.3 节点加速度响应
6.3.4 减振效果分析
6.4 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果
本文编号：3854407
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 大跨度空间结构的发展
1.3 风灾对大跨度空间结构的影响
1.4 结构风工程
1.4.1 现场实测法
1.4.2 风洞试验法
1.4.3 数值模拟法
1.5 大跨度空间结构风振控制
1.5.1 大跨度空间结构风振控制的特点
1.5.2 大跨度空间结构风振控制的现状
1.6 工程概况
1.7 本文主要研究内容
第二章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖减振现场实测
2.1 引言
2.2 调谐质量阻尼器的设置及安装
2.2.1 调谐质量阻尼器的参数设置及布置
2.2.2 调谐质量阻尼器的现场安装及调试
2.3 调谐质量阻尼器减振测试方案
2.3.1 加速度传感器测点布置
2.3.2 动力响应测试仪器
2.3.3 动力响应测试工况
2.4 小罩棚钢结构屋盖振动测试结果分析
2.4.1 TMD关闭状态测试结果分析
2.4.2 TMD开启状态测试结果分析
2.4.3 减振效果评价
2.5 大罩棚钢结构屋盖振动测试结果分析
2.5.1 TMD关闭状态测试结果分析
2.5.2 TMD开启状态测试结果分析
2.5.3 减振效果评价
2.6 小结
第三章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风场环境研究
3.1 引言
3.2 风洞试验
3.2.1 风洞试验室及试验模型
3.2.2 风洞试验方案
3.3 风洞试验数据处理及结果分析
3.3.1 数据处理
3.3.2 计算结果
3.4 风荷载的数值模拟计算
3.4.1 计算域的设置及几何模型的建立
3.4.2 网格的划分
3.4.3 边界条件的设定
3.4.4 收敛准则和求解参数
3.5 数值模拟数据处理及结果分析
3.6 小结
第四章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风荷载时程模拟
4.1 引言
4.2 线性滤波法
4.3 脉动风的特性
4.3.1 脉动风自功率谱
4.3.2 脉动风空间相干函数
4.4 模拟空间点风压时程程序
4.5 AR法模拟风速时程整体过程
4.5.1 M维脉动风速时程的AR模型
4.5.2 脉动风协方差矩阵R
4.5.3 自回归系数ψk
4.5.4 随机过程N(t)
4.5.5 求解M维脉动风速时程
4.6 体育场大悬挑屋盖风速时程曲线模拟
4.7 风压与风速之间的关系
4.8 小结
第五章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖风致振动分析
5.1 引言
5.2 时程分析方法
5.2.1 结构响应动力方程
5.2.2 时程分析理论
5.3 有限元分析模型
5.3.1 模型分析
5.3.2 结构动力特性分析
5.4 大悬挑屋盖风振响应分析
5.4.1 节点位移响应
5.4.2 节点速度响应
5.4.3 节点加速度响应
5.5 小结
第六章 蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖振动响应控制分析
6.1 引言
6.2 调谐质量阻尼器在ANSYS中实现
6.2.1 调谐质量阻尼器的工作原理
6.2.2 多重调谐质量阻尼器(MTMD)在ANSYS中实现
6.3 数据处理和减振效果分析
6.3.1 节点位移响应
6.3.2 节点速度响应
6.3.3 节点加速度响应
6.3.4 减振效果分析
6.4 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果
本文编号：3854407
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