【摘 要】
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大跨度斜拉桥作为大型的复杂空间结构,具有柔性大、阻尼低的特点,容易在动力荷载的作用下发生振动。特别在地震荷载作用下,会容易造成上部结构的大幅振动并在关键部位产生大
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大跨度斜拉桥作为大型的复杂空间结构,具有柔性大、阻尼低的特点,容易在动力荷载的作用下发生振动。特别在地震荷载作用下,会容易造成上部结构的大幅振动并在关键部位产生大的内力,从而导致结构破坏失效。因此,斜拉桥的抗震设计尤为重要。本文在总结国内外结构振动控制及斜拉桥减震的基础上,探讨了结构振动控制技术中分布式多个调谐质量阻尼器(Multi-TMDs)对斜拉桥的减震设计和效果分析,主要研究工作如下：1.研究TMD的参数优化问题。分别探讨了以动力放大系数为性能目标函数的传统TMD优化方法,以及基于现代控制理论以系统传递函数的H2/H∞范数为目标函数的H2/H∞优化设计方法,并将这三种优化方法的计算过程通过Matlab程序实现。2.以一个简单三层框架结构为例,进行分布式多个TMD的优化设计和控制。分别针对非密频结构和密频结构,分析探讨不同TMD优化方法对结构地震响应的减震效果,最后得出,基于H2/H∞方法的多个TMD优化方法对密频结构的减震效果更好。3.分别针对斜拉桥施工状态以及成桥状态,建立了用于控制设计的结构模型,对斜拉桥结构动力特性和地震响应特征进行分析,并针对结构响应主要贡献振型实现了分布式多个TMD的优化设计和减震效果分析。对施工阶段斜拉桥以及成桥状态不同激励时仿真计算,并评价多TMD的减震效果。分析结果显示,分布式多个TMD有效地减小了大跨度斜拉桥的地震响应。
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