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悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能

交通运输工程学报 2022年第6期22卷 207-219页

作者：李加武洪光王俊王佳盈王峰李宇长安大学公路学院陕西西安710064 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

以悬吊双层闭口箱梁桥面为研究对象,通过风洞试验,针对结构静力耦合与气动干扰对悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能影响进行了研究;采用变分模态分解方法对试验监测信号进行模态分解,识别颤振模态;通过振动形态矢量图与相位图对颤振弯扭耦... 详细信息

以悬吊双层闭口箱梁桥面为研究对象,通过风洞试验,针对结构静力耦合与气动干扰对悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能影响进行了研究;采用变分模态分解方法对试验监测信号进行模态分解,识别颤振模态;通过振动形态矢量图与相位图对颤振弯扭耦合程度及弯扭相位差进行分析;根据最小二乘法识别颤振导数,基于激励-反馈原理,由颤振导数识别颤振气动阻尼。研究结果表明:在结构静力耦合与气动干扰共同作用下,下层断面发生软颤振,其竖向、扭转振动参与度系数分别为0.85、0.53,其颤振形态倾向于竖向振动;下层断面在自激气动力作用下发生颤振,自激气动力相位差减小导致颤振弯扭相位差减小为81.29°,而上层断面在结构耦合力作用下发生强迫振动,结构耦合力相位差决定上层断面弯扭相位差为100.81°;下层断面竖向振动气动阻尼主要来源于竖向速度自激升力负阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力负阻尼,分别为60%和40%;下层断面转振动气动阻尼主要来源于扭转速度自激升力矩正阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力矩正阻尼,分别为45%和50%。可见,对于悬吊双层闭口箱梁桥面,下层断面在竖向振动气动负阻尼驱动下发生偏于竖向振动形态软颤振,下层断面软颤振诱发悬吊双层桥面振动系统整体发生弯扭耦合软颤振。

关键词：桥梁工程双层桥梁风洞试验风振性能结构耦合气动干扰软颤振

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大跨度点支式幕墙支承结构风振性能分析

建筑结构学报 2002年第5期23卷 49-55页

作者：武岳郭海山陈新礼沈世钊哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

广州新白云机场航站楼主楼点支式玻璃幕墙结构,长108m、高33m,采用钢桁架与预应力索桁架交叉的混合支承体系。本文针对该幕墙支承体系的三种结构方案,应用非线性有限元软件,对其风激动力性能进行分析,给出了方案合理性的评价。主要工作... 详细信息

广州新白云机场航站楼主楼点支式玻璃幕墙结构,长108m、高33m,采用钢桁架与预应力索桁架交叉的混合支承体系。本文针对该幕墙支承体系的三种结构方案,应用非线性有限元软件,对其风激动力性能进行分析,给出了方案合理性的评价。主要工作有:应用子空间迭代法分别对单榀索桁架和整体结构进行自振特性分析,得到相应的频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析方法分别对三种结构方案进行整体分析,得到结构在脉动风作用下的响应时程;对风振分析结果进行统计分析,得到可供设计参考的风振系数。计算结果表明:三种结构方案的风振动力性能差别较大;其中,方案一最差,在脉动风作用下发生了弯扭跳跃式失稳;方案三最好,表现出良好的动力稳定性和整体工作性能。

关键词：大跨度点支式幕墙支承结构风振性能索桁架风振系数

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矩形细杆涡振幅值和驰振性能的对比风洞试验

中国公路学报 2014年第1期27卷 64-75页

作者：周帅陈政清牛华伟湖南大学风工程试验研究中心湖南长沙410082

为了从试验上研究节段模型风洞试验结果与原型构件实际风振响应的对应关系,基于钢桁架桥梁大长细比杆件的工程背景,采用1根细长矩形钢管开展了原型杆件和按照1∶1比例设计的节段模型的对比测振风洞试验。节段模型与原型杆件具有相同的... 详细信息

为了从试验上研究节段模型风洞试验结果与原型构件实际风振响应的对应关系,基于钢桁架桥梁大长细比杆件的工程背景,采用1根细长矩形钢管开展了原型杆件和按照1∶1比例设计的节段模型的对比测振风洞试验。节段模型与原型杆件具有相同的截面尺寸和基本一致的等效质量、阻尼比以及固有频率。在杆件长边迎风的状态下,原型杆件和节段模型测振风洞试验均实测到了涡激共振区间现象;在杆件短边迎风状态下,均实测到了两者对应的驰振现象。研究结果表明:原型杆件实测的涡激共振位移幅值稍大于节段模型,而两者的驰振性能基本相同。

关键词：桥梁工程矩形细杆风洞试验风振性能涡激共振驰振

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主次结构间的相互作用及流固耦合效应初探

主次结构间的相互作用及流固耦合效应初探

作者：范永雷西安理工大学

学位级别：硕士

主次结构体系的动态分析已经越来越受关注，因为次结构系统对它们所连接的主结构系统的正常工作和安全起着重要作用。预应力索桁架点式玻璃幕墙这种主次结构体系因其通透、美观、节能的诸多优点，决定了其在幕墙结构中广阔的应用前景。... 详细信息

主次结构体系的动态分析已经越来越受关注，因为次结构系统对它们所连接的主结构系统的正常工作和安全起着重要作用。预应力索桁架点式玻璃幕墙这种主次结构体系因其通透、美观、节能的诸多优点，决定了其在幕墙结构中广阔的应用前景。由于幕墙索结构对风的高度敏感性，因此对其受力性能的研究，日益成为结构工程学科研究的重要方向和热点问题。本文以有限元理论为基础，结合索桁架结构体系的非线性特征，利用有限元软件ANSYS对结构在风荷载作用下主次结构间的相互影响及大面积幕墙结构的流固耦合效应进行研究。其一，通过对次结构索桁架与钢桁架结构之间的等效转换，分别计算在动力风荷载作用下主体结构的响应，对结果进行对比，分析索桁架支撑结构体系相比通常钢桁架结构支撑体系对主体结构带来的影响，产生更合理的设计方案。其二，大跨覆面材料的风振性能研究是结构风工程领域的热点问题之一，特别是在对风——结构的流固耦合效应计算时，具有相当大的理论难度，对负阻尼效应方面的计算方法更是没有具体参考的依据。本文提出与速度和位移相关的流固耦合效应假定，协同动力风荷载作用的计算，定性分析流固耦合效应。以上两方面的计算分析为主次结构的设计和流固耦合效应的研究提供一定的依据。通过ANSYS软件对以上结构动力风荷载时域内的分析计算，对结构位移时程响应作出的比较，验证本课题采用的计算和假定的有效性。同时为进一步研究索桁架支撑主次结构体系的相互作用打下基础，对考虑流固耦合效应的大跨度覆面材料风振性能研究具有一定的参考价值。

关键词：主次结构索桁架风振性能相互作用流固耦合效应

带伸臂桁架减振层高层结构抗风效果分析与对比

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带伸臂桁架减振层高层结构抗风效果分析与对比

作者：梁晓婷湖南大学

学位级别：硕士

近年来,随着建设事业的发展,越来越多的高层建筑在全国各地兴建,风荷载作用引起这些高层建筑发生振动,当振动达到一定限值时,会使结构的安全性能和使用性能受到影响,由此可见,高层结构风振控制显得尤为重要。黏滞消能阻尼器在低频时具... 详细信息

近年来,随着建设事业的发展,越来越多的高层建筑在全国各地兴建,风荷载作用引起这些高层建筑发生振动,当振动达到一定限值时,会使结构的安全性能和使用性能受到影响,由此可见,高层结构风振控制显得尤为重要。黏滞消能阻尼器在低频时具有不储存刚度,并且不改变结构刚度的特性,且其是速度相关性耗能装置,只需要微小的层间位移即可在阻尼器中产生很大的阻尼力,从而大量耗散振动能量。在伸臂桁架末端与外围框架柱间近似竖向布置黏滞阻尼器,具有在阻尼器两端放大层间位移的效果,其减振性能良好,但此类结构在工程应用及研究中还较少。本文建立某50层钢框架-混凝土核心筒三维空间结构模型,研究带伸臂桁架减振层的风振控制性能。具体内容如下:(1)采用用谐波叠加法模拟该建筑结构的脉动风场,得到各个楼层处的脉动风速时程和脉动风压时程,并将数值模拟得到的计算自功率谱与目标谱对比。结果表明模拟谱与目标谱吻合度高,进一步验证模拟结果的准确性。(2)利用MIDAS Gen有限元软件建立结构计算模型,通过时程分析得到该高层结构在模拟的三次脉动风荷载顺风向作用下的风振响应,并进行风振舒适度评价。结果表明,在未设置带伸臂桁架减振层时,结构X轴顺风向顶点最大加速度均值不满足我国规范、北美规范、ISO规范和日本规范所规定的舒适度限值。(3)对装设伸臂桁架减振层的结构进行顺风向脉动风作用下的时程分析,探讨了减振层数量与布设位置对该结构抗风性能的影响。结果表明:合理数量的减振层及其优化设置可有效改善高层结构舒适度以及抗风性能。(4)假定阻尼器的阻尼指数和总阻尼系数等参数不变,比较设置单道和多道带仲臂桁架减振层时,结构风振性能差异,可知布置多道带伸臂桁架减振层时,对结构的风振控制更加有利。(5)假定单个阻尼器的其他参数不变,改变阻尼器的总阻尼系数,发现带伸臂减振层高层结构阻尼器存在最优阻尼系数,总阻尼系数的取值在最优阻尼系数附近时,结构在抗风上更有利。当阻尼器近似竖向布置时,对三种不同形式伸臂桁架下结构抗风性能进行对比分析,发现不同形式伸臂桁架减振效果非常接近。

关键词：高层结构伸臂桁架黏滞阻尼器舒适度风振性能

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大跨度斜拉桥刚度对结构抗风性能的影响研究

黑龙江交通科技 2019年第9期42卷 97-99页

作者：倪章军广州市城市复建有限公司

为了研究大跨度斜拉桥刚度对结构抗风性能的影响,以泸州市长江六桥(邻玉)为工程背景,基于车-桥耦合振动分析方法,开展研究并分析得到风-车-桥耦合体系中梁、索、塔等构件刚度对结构抗风性能的影响。研究表明:桥梁的横向风振响应与主梁... 详细信息

为了研究大跨度斜拉桥刚度对结构抗风性能的影响,以泸州市长江六桥(邻玉)为工程背景,基于车-桥耦合振动分析方法,开展研究并分析得到风-车-桥耦合体系中梁、索、塔等构件刚度对结构抗风性能的影响。研究表明:桥梁的横向风振响应与主梁的横向刚度和桥塔横向刚度密切相关,与拉索刚度基本上无关;桥梁的竖向风振响应与主梁的竖向刚度和拉索刚度密切相关,其中,拉索刚度的影响更为显著。

关键词：主梁刚度拉索刚度主梁-拉索刚度桥塔刚度风振性能