【摘要】：隨著新型高強度的材料不斷開發(fā)與廣泛運用,人行天橋的結(jié)構(gòu)正朝著大跨度纖細方向發(fā)展,將造成了其固有頻率會相應(yīng)的減小。若橋梁的固有頻率和人群荷載頻率相重疊,造成橋梁的大幅振動,使安全事故頻發(fā)。調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡稱TMD)作為現(xiàn)在發(fā)展比較完善的減振控制系統(tǒng)在橋梁減振中得到廣泛應(yīng)用。使橋梁達到減振目的涉及到TMD最優(yōu)參數(shù)求解問題,但TMD最優(yōu)參數(shù)求解是一個多目標優(yōu)化問題,由于多目標優(yōu)化問題求解困難,造成求解多依靠經(jīng)驗公式方法。魚群算法作為一種新型智能算法,因其原理簡單、收斂速度快,求解精度高,在現(xiàn)在多領(lǐng)域得到應(yīng)用。因此,本文在現(xiàn)有傳統(tǒng)Den Hartog的TMD參數(shù)設(shè)計方法基礎(chǔ)上,提出了一種基于魚群算法搜尋TMD最優(yōu)參數(shù)方法以達到橋梁減振的要求,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:首先,理論上分析了人行荷載的幾種通用模型,建立本文采用的人行荷載模型,進行人行荷載對橋梁振動影響的理論分析,結(jié)合人行橋的特點建立本文所需橋梁模型,并對其進行模態(tài)分析,把人群荷載加載到模型中,研究人群荷載對人行天橋的動力響應(yīng)。其次,對TMD無阻尼-結(jié)構(gòu)無阻尼、TMD有阻尼-結(jié)構(gòu)無阻尼、TMD有阻尼-結(jié)構(gòu)有阻尼三種情況進行理論分析;采用傳統(tǒng)TMD設(shè)計方法,設(shè)計多種不同質(zhì)量比下的TMD系統(tǒng),在Midas Civil中加載TMD模型,研究人行天橋減振后的動力響應(yīng)。最后,建立結(jié)構(gòu)動力放大系數(shù)的目標函數(shù),用魚群算法對該函數(shù)進行優(yōu)化,搜索TMD的最優(yōu)參數(shù),得到的參數(shù)加載到模型中,分析優(yōu)化前后的TMD系統(tǒng)對橋梁的減振效果,結(jié)果表明該算法在搜索TMD最優(yōu)參數(shù)中具有一定的可行性和有效性。
【圖文】：

緒論.1 選題的背景和意義當前我國建造的道路用人行天橋、旅游觀景用橋梁以及在高層建筑群之設(shè)計的大跨徑樓板，往往會因為人行荷載的頻率和結(jié)構(gòu)自身的頻率相接近成結(jié)構(gòu)過量振動，超過了人們所能忍受的最低舒適度，嚴重影響了這類結(jié)性能。魏建東等通過分析國內(nèi)外大量與人行荷載有關(guān)的橋梁垮塌事故，提橋梁設(shè)計時不僅只考慮結(jié)構(gòu)靜載荷，還應(yīng)該考慮人行荷載的影響[1]。例000 年倫敦千禧橋（千禧橋見下圖 1.1 所示）[2]在建成后首次開放時，由于該幾階振動模態(tài)在行人激勵下發(fā)生了共振，共振產(chǎn)生大幅度橫向振動，不僅行人在橋上寸步難行，同時也使結(jié)構(gòu)有倒塌的危險，最后通過采取昂貴的、加固以及安裝阻尼器等措施后才解決了該問題。于是，就這類橋梁振動的安全問題，非常急切須要建立起結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)計算和控制設(shè)計方法。

寧波大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖 2.1 人群動態(tài)負載因子與人數(shù)相關(guān)圖2.1.2 隨機振動模型由于現(xiàn)實中人行走時產(chǎn)生的力在變化時不具有周期性，因此為了能對它進行傅里葉變換，通常是把平均步伐周期看做常量。不僅人行走產(chǎn)生的力在變化時不具有周期性，人行走的步行頻率也不具有周期性，，因此人行走產(chǎn)生的力具有一定的隨機性。對于隨機性的問題，一般是運用時頻轉(zhuǎn)換的方法來分析。Ohlsson 通過時域與頻域的相互轉(zhuǎn)換，首次提出了基于頻率的單人荷載模型，然后通過相關(guān)分析，總結(jié)得到了該荷載的功率譜[54]。Brownjohn 基于人行荷載頻率遵從正態(tài)分布基礎(chǔ)上，總結(jié)得到了豎向力位于單人載荷狀態(tài)下在的功率譜[55]。2.1.3 本文選用的人行荷載模型當鋼結(jié)構(gòu)形式人行天橋的自身頻率與行人載荷頻率相接近時，即處于 2 Hz 周圍時，人行天橋有可能發(fā)生過大振動反應(yīng)。Bachmann H 通過分析豎向人形荷載對橋梁的影響，得到第一階分量相比其它階分量對橋梁振動貢獻最大[56-57]。在本文中關(guān)于人行荷載對橋梁的影響，著重考慮它的一階分?
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U448.11;U441.3

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2564052