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1、2009年4月噪声与振动控制第2期文章编号:10061355(2009)02003005台风作用下高耸结构动力响应及风振控制分析112刘玉,徐旭,周晓娟(1.上海大学土木工程系,上海200072;2.淮安市建筑设计研究院,江苏淮安223001)摘要:高耸结构柔性较大,对风荷载较为敏感,相比一般风的影响,台风作用下的结构更易产生强烈的动力响应。考虑台风的基本特性,选取合适的台风风速谱,运用数值模拟方法,仿真得到了与结构竖向相关的18条脉动风载时程样本。利用有限元软件ANSYS建立某高耸钢塔结构三维空间有限元模型,并在时域内对设置粘滞阻尼器的结构进行控
2、制效果分析,得到最优粘滞阻尼系数。研究表明:编制的MATLAB程序可较好的模拟高耸结构的台风脉动风载时程,风速时程的功率谱与目标值吻合得较好;设置粘滞阻尼器后结构的位移和加速度响应均有明显的减小,粘滞阻尼器是一种性能很好的阻尼器。关键词:振动与波;高耸结构;台风功率谱密度;粘滞阻尼器;风振控制中图分类号:TU352.2文献标识码:AAnalysisofDynamicResponseandWindInducedVibrationControlofHighRisingStructureunderTyphoon112LIUYu,XUXu,ZHOUXiao-juan(1.Departme
3、ntofCivilEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China;2.HuaianInstituteofArchitecturalDesignandResearch,HuaianJiangsu223001,China)Abstract:highrisingstructuresareverysensitivetowindloadduetothehigherflexibility.Theycangeneratestrongdynamicresponsestotheexcitationoftyphoon.Consideringtheb
4、asiccharacteristicsoftyphoonandselectingappropriatewindspeedspectrumoftyphoon,18samplesoffluctuatingwindloadsareobtainedbynumericalsimulation.AthreedimensionalfiniteelementmodelofahighsteeltowerisestablishedwithANSYS10.0.Thecontroleffectofthestructurewithviscousdamperisanalyzedinthetimedomain.Th
5、eoptimalviscousdampingcoefficientisobtained.TheresultsshowthattheMATLABprogramcansimulatethewindloadhistoryoftyphoonverywel,landthepowerspectrumofthewindvelocityhistoryofthehighrisingstructurecheckswellwiththeobjectivepowerspectrum.Thewindinducedresponsesofdisplacementandaccelerateofthestructur
6、earedecreasedgreatlywiththeviscousdamper.Keywords:vibrationandwave;highrisingstructure;powerspectrumdensityoftyphoon;viscousdamper(VD);windinducedvibrationcontrol随着新材料、新技术的广泛应用,电视塔等高影响,台风作用下高耸结构更易产生大的变形和剧[1]耸结构正朝着越来越高、越来越柔的方向发展,烈的振动,台风引起结构的各种动力响应是影响其[2]极大的增加了对风荷载的敏感性。相比一般风的正常使用或导致破坏的最危险的因素。因此
7、,高耸结构在台风来流条件下的动力响应问题应引起高度重视,有必要采取合适的耗能装置对结构振动收稿日期:2008-09-05加以控制来改善其在强风作用下的可靠性和安基金项目:上海市教委科研资助项目(05A277)作者简介:刘玉(1983-),男,江苏淮安人,硕士,主要从事建筑结构全性。抗风设计研究。近年来,结构振动控制技术在世界多处工程建Emai:lliuyu212818@163.com[3]设中得到了广泛的应用,按研究和
