鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用粘滯阻尼器的動(dòng)力穩(wěn)定性控制分析.pdf

1、在現(xiàn)代社會(huì)中，大型鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這些結(jié)構(gòu)作為重要的公共設(shè)施，多見于廠房、住宅、辦公樓和大型體育場所等，人員密集，一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，會(huì)造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此，對鋼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性進(jìn)行控制，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。 考慮到動(dòng)力失穩(wěn)和結(jié)構(gòu)振動(dòng)的本質(zhì)都是由于外加動(dòng)力激勵(lì)所引起，采用某種媒介消耗掉部分振動(dòng)能量，在減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)的同時(shí)，可以使結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)遠(yuǎn)離失穩(wěn)臨界區(qū)域，并能提高動(dòng)力失穩(wěn)臨界荷載，從而

2、達(dá)到對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力失穩(wěn)控制的目的。本文基于這個(gè)原理，利用阻尼對結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定的有利影響，使用粘滯阻尼器，對鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定進(jìn)行了有效的控制。 論文首先總結(jié)了結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定控制的研究成果，指出目前國內(nèi)外基本上集中于單根構(gòu)件的穩(wěn)定控制，較少見到對整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定進(jìn)行控制的相關(guān)研究，由于結(jié)構(gòu)阻尼對結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)具有有利影響，可以采用振動(dòng)控制的方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定控制。論文總結(jié)了目前對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制的主要方法，并從中選出適合于結(jié)構(gòu)動(dòng)

3、力穩(wěn)定控制的裝置和控制措施。 對當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論進(jìn)行了分類和總結(jié)，選出了實(shí)用性的動(dòng)力穩(wěn)定性判別方法。 利用有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言(APDL)，編制了大型復(fù)雜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性動(dòng)力穩(wěn)定分析模塊，對K8網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在單向地震、三向地震、考慮初始缺陷、不同矢跨比等情況下，使用粘滯阻尼器，采用不同阻尼系數(shù)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了控制分析。分析結(jié)果表明，在單向和三向地震下，控制效果良好，能顯著提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)臨界荷載。粘滯阻尼器阻

4、尼系數(shù)的大小對控制效果有著重要的影響，通常情況下，阻尼系數(shù)越大，控制效果越好。 控制效果的好壞，與無控結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)臨界荷載有關(guān)，通常情況下，臨界荷載越小，控制效果越好，但其并不是影響控制效果的唯一因素，控制效果的好壞與結(jié)構(gòu)矢跨比和缺陷形式也有關(guān)系。 對K8網(wǎng)殼采用不同的阻尼器布置方式，控制分析結(jié)果表明，存在最佳的布置方式，能夠使用較少的阻尼器，較小的阻尼系數(shù)，獲得更好的控制效果。 對K6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在不同地震波作用

5、下的動(dòng)力穩(wěn)定性控制分析表明，結(jié)構(gòu)在不同地震波作用下，對不同的K系列網(wǎng)殼都具有良好的控制效果。 對施威德勒網(wǎng)殼進(jìn)行了三向地震作用下動(dòng)力穩(wěn)定控制分析。在三向地震作用下，有缺陷時(shí)的控制效果高于無缺陷時(shí)的控制效果。在無控結(jié)構(gòu)動(dòng)力失穩(wěn)臨界荷載相近的情況下，施威德勒網(wǎng)殼的動(dòng)力穩(wěn)定控制效果遠(yuǎn)好于K8網(wǎng)殼。說明結(jié)構(gòu)類型和阻尼器布置方式對控制效果有著重要影響。 論文最后根據(jù)分析結(jié)果，給出了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定控制的合理方法和建議，以供工程實(shí)際