调谐液柱阻尼器-结构系统风致振动响应的CFD/CSD耦合分析方法

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作者 黄鹏 吴玖荣 +2 位作者 傅继阳 孙连杨 王加雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期236-245,254,共11页

针对调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper, TLCD)难以建立其精确的非线性理论分析模型,且其力学性能试验成本高和耗时长等问题,首先采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,对TLCD系统的力学性能和动力特征进行仿真模拟,在此基础... 针对调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper, TLCD)难以建立其精确的非线性理论分析模型,且其力学性能试验成本高和耗时长等问题,首先采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,对TLCD系统的力学性能和动力特征进行仿真模拟,在此基础上进一步提出了基于计算流体动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合分析方法,求解带TLCD系统的高层建筑结构的风致动力响应。通过开展某一TLCD系统在特定底部激励下的力学性能和动力特性试验,得到其内液体晃荡的自由液面波高和晃动力时程,验证了CFD数值模拟方法可以准确地分析TLCD水箱内液体的非线性晃动特征。随后对风工程领域广泛采用的76层建筑结构振动控制Benchmark模型,假设其顶部设置TLCD系统时主体结构在三种风速重现期(10、50和100年)风速对应的横风向动力风荷载激励下的风致控制效率,采用提出的CFD/CSD耦合分析方法,进行了数值仿真模拟分析。耦合分析结果表明,TLCD系统对Benchmark模型的风致加速度、速度和位移响应均有一定的控制效果,对加速度响应的控制效果要优于对位移响应的控制效果。该研究方法可为复杂TLCD系统对高层建筑的风振控制分析提供有效的参考。 展开更多

关键词 调谐液柱阻尼器(TLCD) 高层结构 风振控制 计算流体动力学(CFD) 计算结构动力学(CSD) CFD/CSD耦合分析方法

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被动行走式悬索桥主缆检修可移动平台研究

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作者 田奎 廖博深 陈司航 《广州建筑》 2025年第2期55-59,共5页

为解决悬索桥主缆检修平台使用中损害主缆、难以选择牵引固结点等问题,本文提出一种悬索桥主缆检修可移动平台。通过分析传统主缆检修平台的问题和缺点,结合悬索桥自身结构特点,本文采用被动行走式方案,并对其牵引钢丝绳固定点加以优化... 为解决悬索桥主缆检修平台使用中损害主缆、难以选择牵引固结点等问题,本文提出一种悬索桥主缆检修可移动平台。通过分析传统主缆检修平台的问题和缺点,结合悬索桥自身结构特点,本文采用被动行走式方案,并对其牵引钢丝绳固定点加以优化,将其自由端固定在与索夹立柱连接的固结梁上。采用有限元软件Midas构建参数化模型,对平台抗风性能和行走安全性进行研究。结果表明:该悬索桥主缆检修可移动平台解决了此类检修平台难以选择牵引钢丝绳固结点的问题,具备避免破坏主缆、结构简单、通用性强等优势。有限元计算中车架横梁、挂篮最大组合应力分别为108.2 MPa、40.3 MPa,均小于200 MPa;挂篮最大位移为2.526 mm;抗倾覆系数为2.4,均满足规范要求。本悬索桥主缆检修可移动平台在主缆检修中有较好的推广和应用价值。 展开更多

关键词 悬索桥 主缆 移动平台

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某百米级高层隔震结构风致效应研究 被引量：3

3

作者 谭佳俊 谭平 +1 位作者 吴玖荣 冯德民 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第2期97-104,共8页

现行规范采用静力设计的方法可能对高层隔震结构的风致效应考虑不足,为此深入研究了高层隔震结构抗风设计与风致效应,结合现行规范提出高层隔震结构风致效应分析框架,并针对中国某百米级实际工程隔震结构展开风致效应的分析与评估。结... 现行规范采用静力设计的方法可能对高层隔震结构的风致效应考虑不足,为此深入研究了高层隔震结构抗风设计与风致效应,结合现行规范提出高层隔震结构风致效应分析框架,并针对中国某百米级实际工程隔震结构展开风致效应的分析与评估。结果表明:现行规范采用等效静力的计算方式低估了高层隔震结构实际所受的脉动风作用,通过风荷载时程分析发现,隔震层X、Y向的水平剪力相比风荷载标准值作用分别增加了23.8%和27.7%,但从设计的角度出发,现行规范取1.4的分项系数能满足隔震层抗风稳定性的要求;在10年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部存在舒适度的问题,最大风振加速度达到16.2 cm·m^(-2),超出规范限值8%;在1年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部的最大风振加速度达到7.6 cm·m^(-2),其居住舒适性更难以满足,高层隔震结构的舒适度问题在今后的抗风设计中应予以重视;提出的分析框架能较系统和全面地反映高层隔震结构风致效应,可为现行规范提供理论参考依据。 展开更多

关键词 高层隔震结构 抗风设计 风致效应 抗风稳定性 风振舒适度 数值模拟

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华南地区台风全局化结构及风场特征实测研究

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作者 何运成 傅继阳 +2 位作者 李秋胜 陈柏纬 陈雯超 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期129-146,共18页

基于探空气球、雷达风廓线仪等设备长期观测数据,对影响华南地区热带气旋的全局化结构及风场特征进行了实测研究。以典型台风为例,考察了系统水平及垂直主结构特征,揭示了台风双眼壁结构、眼壁置换现象以及登陆后结构的轴非对称变化特... 基于探空气球、雷达风廓线仪等设备长期观测数据,对影响华南地区热带气旋的全局化结构及风场特征进行了实测研究。以典型台风为例,考察了系统水平及垂直主结构特征,揭示了台风双眼壁结构、眼壁置换现象以及登陆后结构的轴非对称变化特征。提出了台风气压场水平轴非对称模型和垂直剖线模型,分析了台风气压场两关键参数(最大风速半径及Holland-B)数值分布特征及其与其他参数间的内在关系。采用复合分析技术,对不同来流状况下台风边界层风场特征进行研究,考察了风速剖线低空急流和风向随高度偏转的特征及其随径向距离和来流地貌的变化规律,建立了以低空急流为特征的台风垂直剖线经验模型,为精确化评估高层建筑风荷载提供数据和技术支撑。相关研究成果有助于深化对华南地区热带气旋全局化结构及风场特征的认识,并为合理评估该地区台风风灾害及构筑物台风风效应提供参考。 展开更多

关键词 台风 实测 全局化结构 风场 风剖线模型 轴非对称气压场

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天津高银117大楼风荷载的数值模拟研究 被引量：1

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作者 李轶 邓挺 《广东建材》 2023年第8期83-86,122,共5页

基于CFX软件平台,采用RNG k-ε湍流模型对天津高银117大楼在近地风作用下的表面风压和气动荷载进行了数值模拟,并在边界层风洞中进行了刚性模型的同步测压试验。结果表明:数值模拟较好地反应超高层建筑的表面风压和气动荷载特征,与风洞... 基于CFX软件平台,采用RNG k-ε湍流模型对天津高银117大楼在近地风作用下的表面风压和气动荷载进行了数值模拟,并在边界层风洞中进行了刚性模型的同步测压试验。结果表明:数值模拟较好地反应超高层建筑的表面风压和气动荷载特征,与风洞试验结果吻合较好。数值模拟和实验相结合可以为天津高银117这类超高层建筑的抗风设计提供依据。 展开更多

关键词 超高层 数值模拟 风洞试验 风荷载

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CFRP约束钢管混凝土拱承载力试验研究 被引量：2

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作者 王沁茹 付辉 黄永辉 《广州建筑》 2024年第1期31-34,共4页

钢管混凝土结构较弱的耐腐蚀性导致结构的承载能力降低,进而引发了重大的安全担忧。近年来,CFRP作为一种轻质高强的复合材料,因其能够有效提升结构的承载能力及耐腐蚀性而备受关注。本文通过对1根钢管混凝土拱和3根CFRP约束的钢管混凝... 钢管混凝土结构较弱的耐腐蚀性导致结构的承载能力降低,进而引发了重大的安全担忧。近年来,CFRP作为一种轻质高强的复合材料,因其能够有效提升结构的承载能力及耐腐蚀性而备受关注。本文通过对1根钢管混凝土拱和3根CFRP约束的钢管混凝土拱进行平面内五点加载试验,探究不同因素对结构构件承载能力的影响。通过有限元软件进行数值模拟以验证试验结果,确保模型的准确性和可靠性,为后续数值模拟和工程实践提供理论基础。 展开更多

关键词 纤维增强聚合物 压弯构件 试验研究

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振动信号数据预处理方法

7

作者 叶婉玲 饶瑞 《广州建筑》 2024年第5期11-15,共5页

振动信号是结构健康监测中一种主要的数据类型。从振动信号中可以识别出模态频率、阻尼等结构动力特性指标。但是从结构健康监测系统采集到的振动信号往往含有噪声和异常,这对结构动力特性指标的识别带来严重的影响。为了提高动力特性... 振动信号是结构健康监测中一种主要的数据类型。从振动信号中可以识别出模态频率、阻尼等结构动力特性指标。但是从结构健康监测系统采集到的振动信号往往含有噪声和异常,这对结构动力特性指标的识别带来严重的影响。为了提高动力特性指标的识别精度,文章根据结构振动信号的特点,提出一种结构健康监测场景的振动信号预处理方法。首先采用箱型图标注离群值,使用三次样条插值法插补缺失值;利用基于中心频率法的变分模态分解(VMD)对原始信号进行分解,通过峭度值筛选有效的本征模态函数分量(IMF),再将有效分量重构。通过模拟信号及工程实测信号两个案例考察该方法的预处理效果。结果显示,经过所提出方法处理的信号,其信噪比效果最佳,模态频率均能被精准识别。因此,文章提出的方法能对振动信号进行有效清洗,有利于提高动力特性指标识别精度。 展开更多

关键词 振动数据 数据预处理 箱型图 三次样条插值 变分模态分解

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基于金字塔式LK光流法的桥梁吊杆索力测试与分析

8

作者 梁松贵 王霖 黄永辉 《广州建筑》 2025年第1期27-32,共6页

吊杆是桥梁结构的主要受力构件,需要定期对其进行索力检测。本文基于金字塔式LK光流法,以Shi-Tomasi角点为特征点,介绍了该方法的原理,对东莞龙涌人行桥的长、中、短吊杆进行非接触式索力测试,并与传统加速度传感器的测试结果进行对比,... 吊杆是桥梁结构的主要受力构件,需要定期对其进行索力检测。本文基于金字塔式LK光流法,以Shi-Tomasi角点为特征点,介绍了该方法的原理,对东莞龙涌人行桥的长、中、短吊杆进行非接触式索力测试,并与传统加速度传感器的测试结果进行对比,探究该方法的可靠性及日间与夜间、有无激振等因素对索力测试精度的影响。研究结果表明,本文索力测试方法精度可满足实际工程测量要求,且适用于日间与夜间,具有较好的工程应用价值。 展开更多

关键词 吊杆 索力测试 LK光流法 Shi-Tomasi角点 激振

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CFRP层合板的二次低速冲击及剩余压缩强度试验研究 被引量：3

9

作者 王景东 潘静雯 +2 位作者 张芝芳 江剑 黎健斌 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第12期240-247,共8页

以碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板为研究对象,在结构的相同位置进行二次低速冲击,考察二次冲击时结构的动力响应和冲击后的剩余压缩强度,并与单次冲击的结果进行对比。在总冲击能量相同的前提下,采用... 以碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板为研究对象,在结构的相同位置进行二次低速冲击,考察二次冲击时结构的动力响应和冲击后的剩余压缩强度,并与单次冲击的结果进行对比。在总冲击能量相同的前提下,采用落锤法对CFRP层合板进行冲击试验,得到结构单次和二次冲击的动力响应、能量吸收规律。采用超声波C扫描技术观测CFRP层合板内部的冲击损伤后,对CFRP层合板进行剩余压缩强度试验。系统研究和对比了单次和二次冲击对CFRP层合板在结构动力响应、能量吸收、损伤情况和剩余强度的影响。结果表明:总冲击能量分别为20 J、30 J、40 J时,二次冲击层合板试件吸收的总能量分别是单次冲击的52.50%、67.56%、81.41%,损伤总面积分别是单次冲击的60.58%、64.59%、80.60%;单次冲击后结构的剩余压缩强度分别是二次冲击的76.76%、78.65%、92.40%。此外,CAI-冲击能量、CAI-吸收能量和CAI-损伤面积曲线均在20 J的冲击能量下存在拐点。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 二次低速冲击 剩余压缩强度 动力响应 能量吸收

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内置倾斜格栅的角度变化对矩形TLD水箱振动特性的影响分析

10

作者 吴幸培 邓梓泳 胡世宇 《广东建材》 2023年第1期77-79,共3页

调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)作为新型的减振装置,在高层建筑风振控制中得到了广泛地运用。通常它是由一种或多种固定于建筑物顶部的储液水箱组成,其自身的振动特性时刻影响着减振效果。为研究内置格栅倾斜角度变化对调TLD... 调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)作为新型的减振装置,在高层建筑风振控制中得到了广泛地运用。通常它是由一种或多种固定于建筑物顶部的储液水箱组成,其自身的振动特性时刻影响着减振效果。为研究内置格栅倾斜角度变化对调TLD水箱振动特性的影响,采用基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的数值模拟方法,对内置倾斜格栅的矩形TLD水箱液体晃动特征(侧壁波高、水平控制力、固有频率和阻尼比)进行了参数化分析,并利用已有类似的实验数据对比分析,验证了CFD方法模拟TLD液体晃动的可行性。研究表明:随着倾斜格栅角度的变大,液体晃动幅度和无量纲水平控制力变大,使TLD的阻尼比变小,同时会引起液体晃动非线性行为加剧,但倾斜格栅的角度变化并不会改变TLD的自振频率。 展开更多

关键词 CFD 矩形TLD水箱 倾斜格栅 振动特性 减振

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基于图像的建筑裂缝损伤特征自动评估方法

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作者 吴辉 吴玖荣 +1 位作者 卢浩轩 庄玉海 《广东建材》 2024年第5期27-30,共4页

采用计算机图像的识别技术,提出利用轮廓法对基于图像的建筑表面裂缝进行分割,然后对其损伤特征进行基于定量分析的自动评估方法进行研究,详细介绍了其运行过程及实现步骤。研究发现在既有建筑物宽裂缝与细小裂缝的图像识别中,均能比较... 采用计算机图像的识别技术,提出利用轮廓法对基于图像的建筑表面裂缝进行分割,然后对其损伤特征进行基于定量分析的自动评估方法进行研究,详细介绍了其运行过程及实现步骤。研究发现在既有建筑物宽裂缝与细小裂缝的图像识别中,均能比较准确地定量测量出裂缝的面积、长度和宽度特征。 展开更多

关键词 裂缝检测 计算机视觉

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某办公区设备房冷却塔噪声预测分析

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作者 吴辉 庄玉海 +1 位作者 吴玖荣 彭智伟 《工程建设标准化》 2024年第5期106-110,共5页

本文采用噪声预测与评估模拟软件,对某办公区设备房天面层由于安装了冷却塔机组后,进行了冷却塔机组的噪声预测分析,并与有关国家标准中相关规定进行了对比分析。通过对单台冷却塔进行噪声源强模拟分析,并与设备厂家提供的在噪声标准点... 本文采用噪声预测与评估模拟软件,对某办公区设备房天面层由于安装了冷却塔机组后,进行了冷却塔机组的噪声预测分析,并与有关国家标准中相关规定进行了对比分析。通过对单台冷却塔进行噪声源强模拟分析,并与设备厂家提供的在噪声标准点的测量声压级作比较,以校核噪声源强模拟分析时所采用的各面声源源强的声功率值。再进一步考虑所有冷却塔均运行时,依据前述得到的面声源声功率数据,借助噪声预测分析软件,预测得到小区设备房,以及周边环境敏感点建筑物外的环境噪声。模拟计算分析结果表明:小区设备房区域范围内冷却塔白天高峰运行时,其预测噪声值并未超标厂界噪声标准。 展开更多

关键词 冷却塔设备 噪声源强分析 噪声预测分析

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基于桩基m法的组合梁栓钉剪力件剪切刚度计算方法 被引量：1

13

作者 徐家慧 张石波 +1 位作者 黄永辉 李平杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1690-1697,共8页

首先将混凝土中的栓钉类比为土体中的桩基;然后根据m法建立了混凝土中栓钉变形的平衡微分方程;再采用幂级数法对该平衡微分方程进行求解,得到了栓钉剪切刚度计算的通用公式及荷载-滑移本构关系曲线。将本文推导的理论结果与国内外文献... 首先将混凝土中的栓钉类比为土体中的桩基;然后根据m法建立了混凝土中栓钉变形的平衡微分方程;再采用幂级数法对该平衡微分方程进行求解,得到了栓钉剪切刚度计算的通用公式及荷载-滑移本构关系曲线。将本文推导的理论结果与国内外文献的结果进行对比分析,验证了本文结果的正确性。 展开更多

关键词 组合梁 剪力件 桩基 M法 剪切刚度 理论推导

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新型装配式塑性铰节点的设计及数值模拟 被引量：2

14

作者 杨子仪 叶茂 +1 位作者 刘建武 袁金秀 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1423-1430,共8页

为适应可更换、高耗能装配式预制构件连接的发展趋势,针对现有连接构造复杂、传力路径不明确等不足,提出了一种新型塑性铰节点。本文详细介绍了新型塑性铰节点的构造特点,并建立了5种新型塑性铰节点ABAQUS数值模型,通过施加单调荷载和... 为适应可更换、高耗能装配式预制构件连接的发展趋势,针对现有连接构造复杂、传力路径不明确等不足,提出了一种新型塑性铰节点。本文详细介绍了新型塑性铰节点的构造特点,并建立了5种新型塑性铰节点ABAQUS数值模型,通过施加单调荷载和变幅循环荷载,探讨节点受力性能和抗震性能。研究表明:5种不同构造特点的新型塑性铰节点具备良好的耗能能力和塑性变形能力,能够实现设计目标。两种荷载峰值时,实心钢板节点承载力和初始刚度分别为330.81kN、12.18kN/mm和315.33kN、12.04kN/mm,实心钢板节点具有更好的承载力和刚度;基于累积耗能方面,曲面钢板节点具备更好的耗能能力,但此节点初始刚度较小,承载力低。 展开更多

关键词 装配式 塑性铰 数值模型 耗能能力

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新型节点阻尼器对框架结构静力弹塑性性能的影响 被引量：1

15

作者 李伟豪 叶茂 +1 位作者 章武亮 袁金秀 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1596-1603,共8页

为解决小位移下传统节点阻尼器不能充分发挥其耗能能力问题,开发出了基于杠杆原理的新型放大式阻尼器,以实现小位移高耗能。本文首先介绍了阻尼器基本构造及其工作原理,给出了阻尼器的力学模型,并基于数值模拟结果探讨放大式阻尼器的效... 为解决小位移下传统节点阻尼器不能充分发挥其耗能能力问题,开发出了基于杠杆原理的新型放大式阻尼器,以实现小位移高耗能。本文首先介绍了阻尼器基本构造及其工作原理,给出了阻尼器的力学模型,并基于数值模拟结果探讨放大式阻尼器的效果;再基于混凝土框架结构的静力弹塑性分析,主要对比有控结构中布置放大式阻尼器和无放大式阻尼器时的能力曲线、性能点、层间位移、层间位移角及塑性铰分布。研究结果表明:与无放大式阻尼器对比,布置放大式阻尼器的承载力增幅在10.0%左右;性能点对应剪力和位移减幅分别提高2.3%~3.1%和10.4%~12.3%;最大层间位移及薄弱层层间位移角减幅分别提高12.7%~15.0%和9.5%~11.2%。研究结果证明放大式阻尼器相比无放大式阻尼器效果更为显著。 展开更多

关键词 放大式阻尼器 力学性能 杠杆原理 混凝土框架 静力弹塑性分析

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装配式钢结构系统选型及节点连接技术分析 被引量：4

16

作者 孟庆恩 吴玖荣 《广东建材》 2023年第1期80-83,53,共5页

装配式钢结构模块化施工技术作为一种先进的施工方法,与传统现场施工技术相比,它提供更快的施工、更安全的制造、更好的质量控制和更低的环境影响。随着结构系统形式和材料的不断发展,装配式模块化施工方法在高层钢建筑中的实际应用潜... 装配式钢结构模块化施工技术作为一种先进的施工方法,与传统现场施工技术相比,它提供更快的施工、更安全的制造、更好的质量控制和更低的环境影响。随着结构系统形式和材料的不断发展,装配式模块化施工方法在高层钢建筑中的实际应用潜力巨大。本文介绍了钢建筑装配模块化施工技术的最新进展,重点介绍装配式钢结构系统和节点连接技术的比较与分析,对高层装配式钢结构建筑的施工具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 装配模块化钢结构 施工技术 结构系统选型 节点连接技术

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斜拉桥拉索骤断动力响应分析 被引量：1

17

作者 霍建宏 付辉 +1 位作者 黄学彬 黄永辉 《广州建筑》 2023年第2期5-8,共4页

为了研究斜拉桥拉索突然断裂对其结构安全的影响,以某斜拉桥为例,采用ANSYS软件建立有限元模型,并采用生死单元功能来模拟三种不同位置拉索骤断产生的冲击效应,进行动力时程分析。结果表明:(1)失效拉索的索力会重新分配给相邻拉索,且分... 为了研究斜拉桥拉索突然断裂对其结构安全的影响,以某斜拉桥为例,采用ANSYS软件建立有限元模型,并采用生死单元功能来模拟三种不同位置拉索骤断产生的冲击效应,进行动力时程分析。结果表明:(1)失效拉索的索力会重新分配给相邻拉索,且分配的索力随着距断索距离的增加而减小;(2)拉索破断后只会影响断索附近区域的主梁挠度,且跨中拉索断裂引起的主梁下挠值最大;(3)三种不同位置拉索失效后的索力动力放大系数分别在1.31~1.63、1.28~1.93和1.57~2.33范围之间。 展开更多

关键词 斜拉桥 动力响应 拉索骤断 动力放大系数

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基于H_(2)范数的大跨人行桥舒适度TMD控制 被引量：3

18

作者 陈坤桦 《广州建筑》 2023年第2期9-12,共4页

海心桥是跨越珠江的大跨度钢结构、斜拱曲梁组合人行桥,其构造与受力复杂,满足人行舒适度是要解决的关键问题之一,而设置调谐质量阻尼器(TMD)是振动控制的有效方法。本文基于ANSYS建立海心桥有限元模型,分析桥梁动力特性,基于阻尼器工... 海心桥是跨越珠江的大跨度钢结构、斜拱曲梁组合人行桥,其构造与受力复杂,满足人行舒适度是要解决的关键问题之一,而设置调谐质量阻尼器(TMD)是振动控制的有效方法。本文基于ANSYS建立海心桥有限元模型,分析桥梁动力特性,基于阻尼器工作原理和H2范数控制法实现参数优化。对海心桥进行减振效果分析,并与一定质量比范围内使TMD减振效率最高的Den Hartog经典控制法进行对比。研究表明:加装TMD后各阶敏感模态减振效果明显,最大减振率可达74%,尽管经典控制法的减振效果更优,但其TMD质量为H_(2)控制法的2~5倍,减振率仅提高4%至20%,H2范数控制法可通过较低的TMD造价达到舒适度控制的目的。 展开更多

关键词 海心桥 步行舒适度 振动控制 TMD H2范数

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