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1、隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的大量應(yīng)用及設(shè)計方法的進(jìn)步,橋梁結(jié)構(gòu)向大跨、輕柔及低阻尼方向發(fā)展,加劇了結(jié)構(gòu)在風(fēng)、地震及行人等動力荷載作用下響應(yīng)。過大的結(jié)構(gòu)振動影響舒適性,造成結(jié)構(gòu)疲勞,嚴(yán)重時威脅結(jié)構(gòu)安全。開發(fā)和應(yīng)用阻尼器抑制結(jié)構(gòu)的振動一直是橋梁抗風(fēng)抗震等領(lǐng)域的前沿研究課題。調(diào)諧液體阻尼器(Tuned Liquid Dampers,簡稱TLD)由于具有造價低、易于安裝、多方向控制、在小振幅下啟動等優(yōu)點(diǎn),已在很多高層建筑上應(yīng)用。剛性水箱中液體晃動具有很強(qiáng)
2、的非線性特性,與激勵幅值、激勵頻率等參數(shù)有關(guān),造成TLD的力學(xué)模型相當(dāng)復(fù)雜。本文主要研究純水及格柵 TLD的動力學(xué)特性及應(yīng)用TLD進(jìn)行人行橋的側(cè)向減振問題。論文主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
(1)本文首先回顧了用于模擬純水 TLD的等效 non-linear stiffness and damping(簡稱NSD)模型及模型參數(shù)(非線性剛度和非線性阻尼)的影響因素?;诘刃?NSD模型建立結(jié)構(gòu)—TLD的運(yùn)動方程,導(dǎo)出兩自由度系統(tǒng)
3、在簡諧激勵下主結(jié)構(gòu)的位移動力放大因子,得到動力放大因子最大值最小化的TLD的參數(shù)優(yōu)化,并進(jìn)行了參數(shù)分析。最后以一倒立式框架為例,設(shè)計制作了TLD水箱,進(jìn)行了控制結(jié)構(gòu)一階側(cè)向振動響應(yīng)的TLD—結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn),測定結(jié)構(gòu)在不同激振頻率作用下的穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng),并與數(shù)值優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了參數(shù)優(yōu)化的有效性。
?。?)為解決純水 TLD中阻尼過低引起的液面晃動強(qiáng)非線性問題,研究了格柵TLD的振動特性。采用振動臺試驗(yàn)及無接觸視頻位移測試系
4、統(tǒng)測定了不同激振幅值、格柵個數(shù)、格柵放置位置、格柵阻塞比等參數(shù)下水箱側(cè)壁無量綱波高隨激振頻率的變化,結(jié)果表明增設(shè)格柵后 TLD的非線性特性顯著降低,基本避免了純水TLD中存在的“跳頻”、“頻率偏移”等非線性特征?;诓▌永碚撏茖?dǎo)了增加格柵的TLD的等效線性調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(tuned mass dampers簡稱TMD)模型,得到了模擬TLD的等效質(zhì)量、等效剛度及依激勵幅值而變化的等效阻尼比。最后對格柵TLD—主結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化得到
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