基于空间网格结构风振抑制的阻尼器优化布置研究

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1、上海交通大学硕士学位论文空间网格结构风振抑制的阻尼器优化布置研究姓名：阳光申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：黄真20070101上海交通大学硕士毕业论文空间网格结构风振抑制的阻尼器优化布置研究摘要大跨空间网格结构是现代建筑的常用结构形式，也是我国近年来发展十分迅速的一个领域。大跨空间结构自重轻、柔性大、阻尼小、自振频率低，对风荷载比较敏感,风荷载已经成为大跨空间结构设计的重要荷载。采用经济、高效、可靠的手段来减少风灾损失是非常必要的。耗能阻尼器的应用为此类结构的风振控制开辟了新的途径，有着卓越的减振效果和

2、良好的可控性。但由于其制作成本很高，在杆件位置众多的大跨空间结构中还鲜有应用。为解决大跨空间结构中的耗能阻尼器最优布置和最优数量问题，本文首先引入遗传算法，并对其进行改进。使用APDL语言编制遗传算法程序，使其不仅适于计算大跨空间结构的减振设计计算，并且提高了计算效率和精度。然后以典型的肋环型球面网壳和四角锥双层柱面网壳作为算例，验证了算法的计算效率和准确性。最后，本文采用谐波叠加法模拟上述两个模型的表面节点风速时程，并将模拟的节点风速转变为节点风荷载，采用经过寻优的阻尼杆件布置位置和数量，利用有限元软件对结构进

3、行动力时程分析。比较了风荷载下不同寻优结果的优劣，并总结出规律，表明寻优结果的可用性和正确性。本文的研究成果可为大跨空间结构抗风减振优化设计提供参考。关键词：空间网格结构遗传算法阻尼器寻优振动控制风模拟谐波叠加法I上海交通大学硕士毕业论文空间网格结构风振抑制的阻尼器优化布置研究ABSTRACTLarge-spanspatialstructureiscommonlyusedinmodernbuildings.Thelightselfweight,largeflexibility,smalldampandlownat

4、uralvibrationfrequencymakeitverysensitivetowindload.Itisnecessarytofindoutaneconomic,efficientandreliablemethodtoreducethewind-induceddamageinsuchstructures.MRdamperscanbeusedtoreducethewind-inducedvibrationinlarge-spanspatialstructures.However,thehighexpense

5、sofMRdamperswerethemainreasonthatonlyfewofspatialreticulatedstructuresusedthem.TheimprovedGeneticAlgorithmisusedtofindouttheoptimalpositionandamountofdampersappliedonwind-inducedvibrationreductionofspatialreticulatedstructures.TheAPDLprogramwasworkedouttoexec

6、utetheimprovedgeneticprocessandtwotypicalspatialreticulatedshellsweretakenasexamples.Theefficiencyandprecisionoftheimprovedgeneticalgorithmwereverified.Theoptimizedplacementandamountofdamperswerefoundout.Basedonharmonysuperpositionmethod,timehistoryofwindspee

7、dofthejointsofsampleshellswassimulatedandtranslatedastimehistoryofwindload.Thetimehistoryanalysiswasdoneforeachshellexamplewithoptimalpositionandamountofdampersunderwindloads.Theresearchresultsofthispapercouldbeusedasreferenceindesignofreticulatedstructuresco

8、nsideringwind-inducedvibrationreduction.KEYWORDS:Spatialreticulatedstructure,geneticalgorithm,optimizationofdampers,vibrationreduction,harmonysuperpositionmethodII上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈