预应力组合网架楼板在人致荷载作用下的振动控制研究

摘要

随着现代经济的发展和科学技术水平的提高,空间网架结构向着更大跨度、更大空间发展。网架结构具有自重轻、整体刚度好的特点,其自振频率往往比较低,容易与人行步频(1.5Hz~2.5Hz)接近,当人在楼盖上运动时容易产生共振,从而引起舒适度问题。
　　针对楼板在人致荷载作用下的振动控制进行研究,在理论上首先采用拟夹层板法对组合网架结构简化计算,推导结构在人行荷载作用下解析公式,从理论方面研究结构的频率和加速度的关系。并推断舒适度问题上结构的频率限值和加速度限值是否有必然关系的问题。以天津一中组合网架结构和河北师范大学体育馆的张弦梁结构为工程背景进行舒适度问题的研究。采用遗传算法和TMD参数调整法这两种方法对调谐质量阻尼器进行设计,并对阻尼器的位置和数量进行优化选取,以此来对结构进行振动控制。
　　对于天津一中本文在多种人行荷载工况下对结构进行时程分析和理论分析,并对两种结构进行对比,进一步研究结构在加入调谐质量阻尼器(TMD)情况下的减振效果。在进行调谐质量阻尼器(TMD)参数优化分析时,本文采用遗传算法和TMD参数调整法进行优化,并对两种优化方式进行对比,得出遗传算法在多参数优化方面的优势。对于河北师范大学体育馆本文采用工程中常用的TMD参数调整法进行优化,并将结果和北京奇太振控有限公司提供的TMD参数进行对比,验证了有限元建模的准确性和TMD参数的合理性。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究及发展现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 网架结构振动响应研究

2.1 结构的振动控制

2.2 空间结构振动响应的理论公式推导

2.3 本章小结

第三章 结构振动舒适度的主要评价指标及准则

3.1 结构振动舒适度的主要评价标准

3.2 结构振动舒适度的设计准则

3.3 本章小结

第四章 人行荷载曲线的模拟

4.1 单步落足荷载曲线的模拟

4.2单人行走荷载模拟

4.3 人群荷载曲线的模拟

4.4 本章小结

第五章 楼板的TMD振动控制方法

5.1 遗传算法

5.2 Matlab的遗传算法和Ansys联合优化

5.3 TMD参数调整法

5.4 组合网架实际工程分析

5.5 张弦梁结构工程分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢