基于MTMD的下承式拱梁组合体系减振优化研究

发布时间：2017-09-20 18:31

  本文关键词：基于MTMD的下承式拱梁组合体系减振优化研究

  更多相关文章： MTMD 参数优化 下承式拱梁组合体系 动力放大系数 数值拟合

【摘要】：随着城市的发展,城市中主要干道变得越来越宽,因此为了保障行人的安全以及交通顺畅,越来越多的人行桥被修建。人行桥具有轻质、轻柔、阻尼小和低频的特点,故人行桥的前几阶频率往往处于行人行走的频率范围之内,因此容易引起桥梁的共振。英国伦敦的千禧桥、我国武汉大桥和法国Passerelle Solferino桥就是其中典型的例子,它们都是由于人行走的一致性引起了桥梁振动,从而无法满足行人舒适度要求。为了能够减小桥梁振动,目前国内外使用最多手段就是安装调谐质量阻尼器(简称TMD),本文首先对TMD进行了参数优化,然后对减振效果进行深入的分析,最后以某下承式简支系杆拱桥为例,进行TMD设计。本文的主要研究内容如下:首先总结了STMD的研究现状和最优参数公式。针对MTMD,为了提供多样的施工工艺,经过公式推导,提出了三种MTMD模型(MTMD-1~MTMD-3)。并基于遗传算法,分别在主结构阻尼比ζ=0、0.02、0.05三种情况下,对MTMD-1~MTMD-3三种模型进行了优化设计,拟合了最优参数的公式。为以后的设计提供指导性意见。并在最优参数的基础上,分析了MTMD-1~MTMD-3的鲁棒性与减振效果的差别。然后在最优参数的基础上,分别从相对位移、单因素参数变化、多因素参数变化三个方面对MTMD-1~MTMD-3三种模型以及N-MTMD做了进一步的分析。并考虑到TMD安装位置的不同,故根据经典理论对分布式TMD公式进行了推导。最后以某下承式人行拱桥为例进行了TMD的设计,总结了国内外人行荷载的不同加载模式,选用了三种荷载模式(Load-1~Load-2),经过对比选用产生最不利响应的荷载模式。并分别对该桥施加了STMD与4-MTMD,分析STMD与4-MTMD在减振效果的差别,并对比了4-MTMD-1~4-MTMD-3中各TMD位移之和的差别。
【关键词】：MTMD 参数优化 下承式拱梁组合体系 动力放大系数 数值拟合
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3;U448.11
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 研究现状9-13
• 1.2.1 国内外规范的对比9-10
• 1.2.2 国内外研究成果10-12
• 1.2.3 国内外文献综述的简析12-13
• 1.3 主要研究内容13-15
• 第2章 基于遗传算法的MTMD参数优化15-40
• 2.1 引言15
• 2.2 遗传算法15-16
• 2.2.1 遗传算法的特点15
• 2.2.2 遗传算法的优点15-16
• 2.2.3 遗传算法的基本操作16
• 2.3 TMD参数优化16-23
• 2.3.1 TMD设计理论16-17
• 2.3.2 扩展定点理论与频率传递函数17-20
• 2.3.3 不考虑主结构阻尼的STMD参数优化20-22
• 2.3.4 考虑主结构阻尼的STMD参数优化22-23
• 2.4 MTMD参数优化23-37
• 2.4.1 MTMD设计理论23-25
• 2.4.2 三种模型25-27
• 2.4.3 基于遗传算法的MTMD参数优化27-35
• 2.4.4 三种模型对比35-37
• 2.5 多自由度主结构参数优化37-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第3章 STMD与MTMD减振效果的敏感性分析40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 STMD与MTMD减振效果对比40-42
• 3.3 STMD与MTMD相对位移对比42-46
• 3.3.1 STMD相对位移放大系数42-43
• 3.3.2 MTMD相对位移放大系数43-44
• 3.3.3 STMD与MTMD相对位移对比44-46
• 3.4 单因素变化对减振效果的影响46-51
• 3.4.1 主结构参数变化的影响46-50
• 3.4.2 TMD参数变化的影响50-51
• 3.5 多因素变化对减振效果的影响51-53
• 3.6 分布式TMD参数优化53-54
• 3.7 本章小结54-56
• 第4章 STMD与MTMD在人行拱桥上的减振分析56-74
• 4.1 引言56
• 4.2 人行拱桥模型及动力特性分析56-59
• 4.2.1 有限元模型建立56-57
• 4.2.2 振型频率的提取57-58
• 4.2.3 广义质量58-59
• 4.3 人行荷载模式选取59-64
• 4.3.1 人行荷载的特点59-60
• 4.3.2 人行荷载模式60-64
• 4.4 桥梁舒适度的评价64-65
• 4.5 STMD与MTMD减振效果分析65-72
• 4.5.1 STMD减振效果分析65-67
• 4.5.2 MTMD减振效果分析67-71
• 4.5.3 STMD与MTMD减振效果对比71-72
• 4.6 质量块位移72
• 4.7 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-81
• 致谢81

，

本文编号：889719