發(fā)布時(shí)間：2021-01-15 21:47

　　以一座矮塔斜拉橋?yàn)檠芯繉?duì)象,分析碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器對(duì)于該結(jié)構(gòu)的抑震效果。首先介紹了新型碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（Pounding Tuned Mass Damper,PTMD）的減震機(jī)理及基于接觸單元的非線性碰撞力模型;之后,通過(guò)ANSYS軟件中的APDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了PTMD減震系統(tǒng)的時(shí)域分析方法,并通過(guò)三條實(shí)際地震記錄驗(yàn)證了PTMD的抑震效果。數(shù)值分析結(jié)果表明:（1）傳統(tǒng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（tuned mass damper, TMD）及新型PTMD對(duì)于矮塔斜拉橋的位移、加速度及塔身彎矩響應(yīng)均有較好的抑制效果;（2） PTMD相比傳統(tǒng)TMD多了一種碰撞耗能模式,其減震效果略高于傳統(tǒng)TMD。 

【文章來(lái)源】：世界地震工程. 2020,36(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

大連長(zhǎng)山矮塔斜拉橋立面布置

基于ANSYS軟件建立了大連長(zhǎng)山矮塔斜拉橋的有限元模型。其中:橋梁主梁、索塔和橋墩均采用空間梁?jiǎn)卧狟EAM188模擬; 斜拉索采用只考慮軸力的空間桿單元LINK10模擬; 橋面二期恒載以集中質(zhì)量的形式分布在主梁的節(jié)點(diǎn)上,集中質(zhì)量采用MASS21質(zhì)量單元模擬;根據(jù)該橋梁設(shè)計(jì)圖紙,塔-梁連接處耦合全部自由度,邊墩與主梁連接處只耦合橫橋向和垂直方向的位移以及順橋方向的轉(zhuǎn)角[19]。表1 橋梁前10階模態(tài)Table 1 First 10 modes of the bridge 階數(shù) 頻率 振型描述 1 0.251 縱向飄移 2 0.459 主梁一階對(duì)稱豎向彎曲 3 0.655 主梁一階對(duì)稱橫向彎曲 4 0.732 主梁一階反對(duì)稱豎向彎曲 5 0.754 主塔一階異向外側(cè)彎曲 6 0.774 主塔一階同向外側(cè)彎曲 7 0.977 1#塔對(duì)稱內(nèi)側(cè)彎曲 8 0.977 2#塔對(duì)稱外側(cè)彎曲 9 0.995 主梁一階反對(duì)稱橫向彎曲 10 1.001 主梁二階對(duì)稱豎向彎曲

如圖3所示,傳統(tǒng)TMD的調(diào)諧質(zhì)量m2可以產(chǎn)生一個(gè)與受控主結(jié)構(gòu)m1同頻的慣性力,該慣性力總是指向平衡位置,因此可以抑制主結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。從能量角度看:調(diào)諧質(zhì)量m2從主結(jié)構(gòu)中吸收了部分動(dòng)能,從而減小了主結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。PTMD是在調(diào)諧質(zhì)量m2兩側(cè)增加限位裝置,其具有二種減震機(jī)理:當(dāng)結(jié)構(gòu)振幅較小時(shí),m2振幅同樣較小,此時(shí)PTMD退化為傳統(tǒng)TMD,通過(guò)吸振方式降低主結(jié)構(gòu)振動(dòng);當(dāng)主結(jié)構(gòu)振動(dòng)較大時(shí),PTMD中的m2會(huì)撞擊在兩側(cè)限位裝置上,通過(guò)碰撞進(jìn)一步耗散地震動(dòng)能。相比于傳統(tǒng)TMD,新型PTMD具有多種耗能方式,因此減震效果更好。2.2 PTMD數(shù)值模擬方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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