mtmd对钢结构人行天桥的振动控制研究

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1、分类号U448学位代码308密级GK学校代码10298学号3120257系京林立大学

2、硕士研究生学位论论文题目：MTMD对钢结构人行天桥的振动控制研究作者：陈广生专业：道路与铁道工程研究方向：工程结构理论与应用指导教师：王立彬教授二〇一五年六月致谢时光荏苒，三年研究生生涯转瞬即逝，值此论文完成之际，首先对尊敬的指导老师王立彬教授表示衷心的感谢，承蒙王老师的亲切关怀和精心指导，虽然有繁忙的工作，但仍然抽出大量的时间给予我学术上的指导和帮助。三年的研究生生涯中，王老师高尚的人格品质、渊博的学识、严谨的治学态度、对工作的奉献精神、过人的管理能力给与了我很好的成才环境，从王老师身

3、上得到的熏陶将会使我受益终生，王老师的言行和教诲将成为我今后学习，工作和生活道路上的一盏明灯。感谢李建慧老师、端茂军老师这三年来对我的关心和帮助，并给予我机会接触到振动控制方面的研究，为我论文的撰写指明了方向。同时研究生期间在参与李老师项目的过程中，李老师、端老师一直给予我众多的学习和工作上的指导以及生活上的帮助。感谢南京林业大学土木工程学院的各位老师在我本科及硕士七年的学习生涯中给予的指导和帮助，今后我将铭记各位老师的谆谆教诲。感谢南京国博土木工程技术有限公司给予我工程实践的机会，不仅使我更加深入的了解了本文在实际工程中的研究意义，同时对我个人能力以及专业知识的提升都提

4、供的巨大的帮助。感谢花杰、苏骥、刘贝、贺星新、顾祝仙、李继松师兄，感谢王蓓蓓，李大强，毛沛东等好友在一起度过充实而难忘的岁月，不仅在专业上给予我极大的帮助，同时充实了我的学习生活和课余生活；感谢郭潇艺，吴勇，侯晓旦，周豪，邹敏威，王建宇等各位同学，这三年中，陪我一同度过了一段美好的时光，并在生活学习中给予我巨大的帮助。感谢一直关心，帮助我的各位朋友和同学。感谢我的父母及亲人，感谢他们在我十几年的求学生涯中一直在精神和物质上给予我最大的关心，帮助和支持。最后衷心的感谢在百忙之中评阅本人硕士学位论文和参加论文答辩的各位专家、教授。作者：陈广生二○一五年六月摘要随着社会的进步和

5、交通事业的发展，钢结构人行天桥的设计也不断向着轻柔、美观、大跨度发展。当天桥上行人通过时，其行走的步频与人行天桥的自振频率接近，则可能产生共振，不仅对结构的安全和正常使用造成危害，而且可能超过人体舒适度极限，给行人心理上造成恐慌。而通过在钢结构人行天桥上增设调谐质量阻尼器（TMD）可以有效的解决人桥共振时天桥振动过大的问题。但是，TMD系统对结构振动控制的有效频域较窄，当偏离设计频率时，TMD的减振效果会明显下降。因此，各国学者提出使用多重调谐质量阻尼器(MTMD)系统对钢结构人行天桥进行振动控制。设置MTMD后，不但可以大大减小天桥共振时的响应，使其满足舒适度要求，并且

6、对其他频率同样具有很好的减振效果，尤其是对具有多个低阶频率的连续钢结构人行天桥更具有优越性。所以MTMD在钢结构人行天桥上具备极大的应用前景和推广价值。本文结合几座既有钢结构人行天桥，对TMD和MTMD参与振动控制进行研究。主要工作和内容如下：1、总结国内外关于人行桥振动性能的研究，系统的介绍了国内外关于人行荷载特点的研究成果，并在研究人行荷载特性的基础上对人行荷载模型进行探讨，最后介绍了国内外关于人行天桥振动舒适度评价的已有研究成果。2、研究TMD与MTMD振动控制原理及其参数优化方法。以控制竖向振动为例，结合南京某机场登机廊桥分析MTMD的总质量比，频带宽度，中心频率

7、比，子TMD个数等参数对MTMD振动控制效果的影响。3、通过Matlab实现TMD/MTMD参数设计GUI界面，运用GUI界面可以准确，方便，快捷的得到TMD/MTMD的设计参数。4、结合既有人行天桥，采用midas/civil建立天桥有限元模型，对比分析天桥有无TMD、分别安装TMD与MTMD时振动响应，进行TMD（MTMD）参数设计，指导厂家生产，并进行现场实测，验证TMD（MTMD）减振效果。得到TMD对共振下的人行天桥具有良好的减振效果，但是只能针对设计频率附近较小范围内进行有效的减振，当偏离此频率后，减振效果大大降低，而MTMD具有更好的鲁棒性，减振频带范围更宽

8、。5、结合南京某机场无行李长廊，分析MTMD对钢结构连续梁桥的振动控制效果，得到当外荷载频率与所控频率一致时，控制效果最佳，对其他振型的控制效果会明显下降，因此对于多跨结构其所具有的多个低阶频率都应进行控制，将设计的TMD分别布置在各自所控振型的峰值处能够达到很好的减振效果。并在此基础上进行MTMD参数设计，为类似工程提供参考。关键词：钢结构人行天桥；TMD；MTMD；振动控制；动力测试TheresearchofMTMDforvibrationcontrolofsteelpedestrianbridgeAbstractWith