MTMD对钢结构人行天桥的振动控制研究

发布时间：2018-06-06 07:23

本文选题：钢结构人行天桥 + TMD　；参考：《南京林业大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着社会的进步和交通事业的发展,钢结构人行天桥的设计也不断向着轻柔、美观、大跨度发展。当天桥上行人通过时,其行走的步频与人行天桥的自振频率接近,则可能产生共振,不仅对结构的安全和正常使用造成危害,而且可能超过人体舒适度极限,给行人心理上造成恐慌。而通过在钢结构人行天桥上增设调谐质量阻尼器(TMD)可以有效的解决人桥共振时天桥振动过大的问题。但是,TMD系统对结构振动控制的有效频域较窄,当偏离设计频率时,TMD的减振效果会明显下降。因此,各国学者提出使用多重调谐质量阻尼器(MTMD)系统对钢结构人行天桥进行振动控制。设置MTMD后,不但可以大大减小天桥共振时的响应,使其满足舒适度要求,并且对其他频率同样具有很好的减振效果,尤其是对具有多个低阶频率的连续钢结构人行天桥更具有优越性。所以MTMD在钢结构人行天桥上具备极大的应用前景和推广价值。本文结合几座既有钢结构人行天桥,对TMD和MTMD参与振动控制进行研究。主要工作和内容如下:1、总结国内外关于人行桥振动性能的研究,系统的介绍了国内外关于人行荷载特点的研究成果,并在研究人行荷载特性的基础上对人行荷载模型进行探讨,最后介绍了国内外关于人行天桥振动舒适度评价的已有研究成果。2、研究TMD与MTMD振动控制原理及其参数优化方法。以控制竖向振动为例,结合南京某机场登机廊桥分析MTMD的总质量比,频带宽度,中心频率比,子TMD个数等参数对MTMD振动控制效果的影响。3、通过Matlab实现TMD/MTMD参数设计GUI界面,运用GUI界面可以准确,方便,快捷的得到TMD/MTMD的设计参数。4、结合既有人行天桥,采用midas/civil建立天桥有限元模型,对比分析天桥有无TMD、分别安装TMD与MTMD时振动响应,进行TMD(MTMD)参数设计,指导厂家生产,并进行现场实测,验证TMD(MTMD)减振效果。得到TMD对共振下的人行天桥具有良好的减振效果,但是只能针对设计频率附近较小范围内进行有效的减振,当偏离此频率后,减振效果大大降低,而MTMD具有更好的鲁棒性,减振频带范围更宽。5、结合南京某机场无行李长廊,分析MTMD对钢结构连续梁桥的振动控制效果,得到当外荷载频率与所控频率一致时,控制效果最佳,对其他振型的控制效果会明显下降,因此对于多跨结构其所具有的多个低阶频率都应进行控制,将设计的TMD分别布置在各自所控振型的峰值处能够达到很好的减振效果。并在此基础上进行MTMD参数设计,为类似工程提供参考。
[Abstract]:With the development of the social progress and the development of the traffic cause , the design of the pedestrian bridge of the steel structure is continuously changing to the light , beautiful and long - span development . In this paper , the author studies the vibration control effect of the pedestrian bridge by using multiple tuned mass dampers ( MTMD ) . The vibration control effect of MTMD on the continuous beam bridge of steel structure is analyzed by analyzing MTMD ' s vibration control effect on steel structure continuous beam bridge .
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441.3;U448.11

【参考文献】