悬臂梁式自适应调谐质量阻尼器对人行桥减振效果研究

作     者：王梁坤 周颖 施卫星 WANG Liangkun;ZHOU Ying;SHI Weixing

作者机构：同济大学结构防灾减灾工程系上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      面：159-169页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52025083,52308526) 上海市浦江人才计划(22PJ1413600) 中央高校基本科研业务费专项资金(0200121005/174) 

主　　题：自适应调谐质量阻尼器 变刚度 电涡流阻尼 人致振动 人行桥模型试验 减振效果 

摘      要：为了减小体型轻柔的人行桥的竖向人致振动以提高其舒适度,常在其中增设调谐质量阻尼器(TMD)。然而,传统的TMD对频率高度敏感,失调的TMD的控制作用会大为削弱。为了提高传统TMD对人致振动的控制性能,提出了悬臂梁式自适应TMD(CATMD),其可通过步进式推拉杆改变质量块在悬臂梁上的位置以重调其刚度,调节导体板与永磁铁之间的磁导间距以重调其电涡流阻尼比。首先介绍了CATMD的减振系统,以及其变刚度和变阻尼比的控制算法,然后进行了CATMD模型试验,以分析频率与质量块位置以及阻尼比与磁导间距的关系,并进行了人行桥模型的跑步激励减振试验,最后对试验中CATMD频率重调部分进行了数值模拟研究与参数敏感性分析。研究结果表明:CATMD能够准确地从TMD-桥耦合系统中解耦识别得到TMD的最优频率与阻尼比并进行参数调节;由于其可以自发重调谐自身的刚度与阻尼系数,因此较失调的TMD具有更好的人致振动控制效果,能够显著减小跑步激励引起的结构加速度响应,在最大值、整体均方根(RMS)值和最大连续每秒RMS值3个舒适度评估指标上均有良好的提高作用。