风致振动简述

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悬索桥梁的风致振动控制与减震

悬索桥梁的风致振动控制与减震
通过附加在结构上的质量块和阻 尼器,吸收和耗散风致振动的能 量。
02
调谐液体阻尼器( TLD)
利用液体的晃动效应来耗散振动 能量,适用于大跨度桥梁的横向 振动控制。
03
粘弹性阻尼器
通过粘弹性材料的剪切变形来耗 散能量,具有稳定的耗能能力和 良好的耐久性。
主动控制方法
主动质量阻尼器(AMD)
通过实时测量结构响应并主动施加反向振动,以抵消风致振动的 能量。
其他有效减震措施介绍
01
形状记忆合金
利用形状记忆合金的超弹性特性,提高桥梁结构的耗能能力和自复位能
力。
02
碳纤维复合材料
采用碳纤维复合材料加固桥梁结构,提高结构的强度和刚度,减小地震
响应。
03
混合减震技术
将多种减震技术相结合,形成混合减震系统,以进一步提高悬索桥梁的
抗震性能。例如,采用隔震支座与阻尼器相结合的减震方案,或同时采
稳定性分析
由于悬索桥的结构特点,其稳定性分析较为复杂。需要考虑风荷载、地震荷载 等外部作用对桥梁稳定性的影响,以及结构自身刚度、阻尼等因素对稳定性的 影响。
风对悬索桥梁影响概述
风荷载特性
风荷载是悬索桥设计中的重要考虑因素之一 。风的作用具有随机性、阵发性和方向性等 特点,会对桥梁结构产生静力和动力效应。
风致振动产生原因分析
风场特性

39-小议斜拉索风致振动以及减振措施

39-小议斜拉索风致振动以及减振措施

小议斜拉索风致振动以及减振措施何训华1 高 飞2(1 西南交大土木设计有限公司广州根公司 广州 510610)(2 南昌市公路勘察设计院 南昌 330077) 摘 要:本文介绍了斜拉索风致振动的基本原因和类型、部分减振原理和特点。 关键词:桥梁工程;风振控制;涡激共振;抖振;参数振动;弛振;尾流弛振;风 - 雨振;0 前 言 随着现代桥跨结构朝着高大、轻柔、低阻尼趋势发展,发展超长、大跨径柔性桥梁是国际上的一种趋势,因此国内外近几年修建的斜拉桥跨度日渐增大,拉索也日渐长大,密索体系斜拉桥已经成为倾向。众所周知,拉索是斜拉桥的极其重要组成部分,桥跨结构的恒载与活载大部分通过拉索传递到塔柱。但是由于拉索质量小、柔度大、自身阻尼小,在风的激励下会发生多种类型的强烈振动,从而影响到桥跨结构的安全;因此如何将拉索的风振控制在安全范围受到桥梁结构工程师们的广泛关注。1 斜拉索振动的基本原因以及类型 由于斜拉索的结构阻尼很小,而结构阻尼对气动力稳定性至关重要,所以拉索本身就难以稳定。在不同的外因条件下拉索将发生不同频率和振幅的"索振",而且发振频度和振幅随着外因的改变而变化。虽然引起拉索振动的原因很多,但其主要原因是风,即索振基本为风激振动。 从斜拉索的振动类型来看一般有以下几种:1.1经典涡激共振(Vortex-induced resonance) 当稳定的层流风吹过拉索时气流绕过断面分离而产生周期性交替的漩涡脱落从而形成涡漩尾迹(又称卡门涡街),由于涡脱频率是和风速成正比,当其频率与拉索的自振频率一致时,将发生涡激共振。涡激共振是斜拉索最为常见的一种低风速下的风致振动;属于低风速下的强迫振动,对结构来说一般发生在Vcr=3m/s-10m/s范围内(即3-5级蒲福风力)。但是涡激能量输入有限,不会产生大幅度的拉索振动(Amax≤0.5D),值得注意的是:涡振发振频度很高,易造成拉索的疲劳损伤。1.2抖振(Buffeting) 由于自然风的阵风脉动和紊流引起拉索的强迫振动。但抖振的振幅一般比较小。值得指出的是抖振具有多种形式的尾流效应,典型的是并列索的尾流抖振。由于背风侧索处在迎风侧索的尾流中并且受到迎风侧索产生的尾流涡旋的激励,而背风侧索的振动又干扰迎风侧索周围的气流并与背风侧索一起都发生振动,其特点是随着不同的风速以及不同的水平偏角β可以产生不同模态组合的拍频振动。这种相互作用随着两根索间距的增大而减小直至消失。高频的尾流抖振也会影响拉索锚固端的疲劳。1.3

【国家自然科学基金】_风致振动_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729

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科研热词 风洞试验 风致振动 超高层建筑 风致响应 雨流循环计数法 输电塔线体系 疲劳 markov过程 风振响应 非线性振动 随机减量技术(rdt) 输电塔 等效静力风荷载 现场实测 模态参数识别 台风 动力特性 高架桥 风速风向联合分布 风速时程 风荷载 风致脉动扭矩 风致破坏 风致疲劳 风致振动控制 风致动力响应 风振系数 风振 风场均匀性 预测模型 非线性最小二乘法 雷暴风 零点分离法 随机过程 阻尼比 输电线路 计算模型 自回归滑动平均模型 背景响应 结构系统 结构 粒子图像测速 类平板截面 等效风荷载 空间网壳 离位阻尼限位 矩形截面超高层建筑 相位平均 疲劳寿命 疲劳可靠度 球壳屋盖 混沌振动
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89
时频分析 时程分析 新型杂交结构 斜拉索 斜拉桥 损伤诊断 振动特性 振动控制 振动幅值 挑篷结构 抖振 应变模态 希尔伯特-黄变换 小波变换 定日镜 完全二次型组合法 安全评价 大跨度屋盖 大跨屋盖 多塔结构 块里兹向量 圆柱形桥塔 圆柱型桥塔 同步多压力扫描系统 台风 单层球面网壳 动力模型 动力响应 加速度减振系数 准静力补偿技术 傅立叶变换 侧向突发阵风 位移减振系数 亮化灯具 主缆振动形态 主动多重调谐质量阻尼器(amtmd) 临界风速

风力发电机组振动特性研究与分析

风力发电机组振动特性研究与分析

风力发电机组振动特性研究与分析

随着能源常态化需求的提高,风力发电作为一种清洁能源逐渐得到了人们的重视。而风力发电机组的振动问题,一直是工程技术领域关注的焦点。本文将会对风力发电机组的振动特性进行深入研究和分析,探究其中涉及的学科知识和工程技术,进而为风力发电行业的未来发展提供参考。

一、风力发电机组的振动特性简介

风力发电机组的振动特性是指在风机运行时,受到的外部环境因素或内部元件

之间的相互作用而引起的机械振动现象。风力发电机组的振动特性主要表现在以下几个方面:

1、机组本身的不平衡造成的振动。在运行时,由于吊挂的位置不够平衡或者

气动装置设计、制造不合理,导致叶片、风轮、机组轴承等部件的不平衡;

2、风力荷载引起的振动。风力荷载是指由于风速大小和方向影响,从而产生

的叶片变形、空气动力和惯性力等不同的振动荷载。此时垂直方向和水平方向的振动幅值均较大;

3、地面震动引起的振动。这种情况通常是由于地震、外力冲击或其他外力引

起的。

以上的振动特性会带来诸多问题,比如:机组的工作效率、发电量、使用寿命

都会受到严重的影响;另外,过度的机组振动也可能威胁到机组运行的稳定性和安全性。

二、风力发电机组振动特性的研究方法

风力发电机组振动特性的研究方法一般包括基础理论分析和实验研究两个方面。

1、基础理论分析。理论研究会从发电机组的设计和运行机理出发,采用流体动力学、材料力学等知识手段对发电机组的振动特性进行分析。这种方法相较于实验研究更为经济、快捷,但是也存在一定的缺点,无法反映现场实际情况;

2、实验研究。实验研究一般包括现场观测、模拟实验和测试试验等方法。这种方法直接能够反映出现场状态,能够有效的验证理论分析的可靠性,但是需要昂贵的仪器和设备,并且需要进行充分的现场测量和数据分析。

深圳湾大桥实测风场参数与风致拉索振动响应分析

深圳湾大桥实测风场参数与风致拉索振动响应分析

深圳湾大桥实测风场参数与风致拉索振动响应分析

风场参数是指在桥梁所处地区的风的强度、方向和频率等参数。在深

圳湾大桥的设计阶段,通常会通过风洞实验和数值模拟得到该地区的风场

参数,以确定所需的桥梁结构参数,如截面尺寸、材料等。

风场参数对桥梁结构有重要影响。首先,风的强度直接影响桥梁结构

的稳定性。如果风场参数超过设计标准,桥梁可能会发生失稳甚至倒塌。

其次,风的方向和频率会产生侧向风压,进而产生风致拉索振动。在深圳

湾大桥的设计中,这种振动是非常重要的考虑因素,因为这种振动可以对

桥梁结构的疲劳寿命和安全性产生很大的影响。

风致拉索振动是深圳湾大桥设计中需要特别关注的问题。拉索是桥梁

结构中的一种重要构件,用于支撑主桥和降低主桥受到的外界荷载。在强

风情况下,风致拉索振动可能会导致桥梁结构产生共振,从而使整个桥梁

产生剧烈的振动。这种振动不仅可能会导致桥梁的破坏,还会对行车安全

产生不利影响。

为了研究风致拉索振动响应,通常会通过实测风场参数和数值模拟来

分析。实测风场参数主要通过在桥梁附近设置风速仪等设备进行实时测量

得到。这种方法可以获得准确的风场参数,但是受现场条件限制,无法获

取全桥范围内的风场数据。因此,还需要结合数值模拟对风致拉索振动进

行分析。数值模拟可以通过建立桥梁的有限元模型和计算流体力学模型来

模拟风荷载和结构响应,从而预测桥梁的疲劳寿命和安全性。

通过深圳湾大桥实测风场参数与风致拉索振动响应分析,可以为桥梁

结构的设计、施工和维护提供重要的依据。通过准确测量风场参数并进行

数值模拟,可以确定桥梁的结构参数和材料,保证桥梁的安全性和稳定性。

V2第七讲:典型风致振动类型

V2第七讲:典型风致振动类型

美好的回忆

☆刚性模型测压试验

主要试验设备及原理,刚性模型测压试验原理及方法☆刚性模型测力试验

测力天平及其原理基本测试数据处理☆气动弹性模型试验简介

美好的回忆

风工程概论

主讲人:马文勇

第七讲:典型风致振动现象

The Introduction of Wind Engineering

闲话振动

人类所能感知的世界中有静止的物质吗?物质世界中有绝对参考系吗?

其实我们可以感知的世界可能也许大概只是其中的及其微小的一部分,所以无论如何,我们要首先承认自己相当无知的

运动(或者波动)是存在的必然或者说唯一形式吗?倘若有绝对静止的物质,我们如何感知它的存在?

以下部分纯属讨论

但是大家无需悲观,即使研究这其中及其微小的一部分,也是充满了乐趣并且是及其有意义的!例如这及其微小的一部分中的微乎其微的一个方向,风致振动!

闲话振动光

闲话振动

闲话振动

为什么说曹操曹操就能到?偶然,巧合

科学家们相信这个世界上没有偶然

概述

☆来流作用在结构上引起的结构的振动现象称为风致振动

结构为什么会振动,何为振动?

为什么风会引起结构的振动?

风是如何引起结构振动的?

概述

☆什么是振动?

在自然界、工程技术、日常生活和社会生活中普遍存在着物体的往复运动或状态的循环变化,这类现象称为振荡(Oscillations),振动(Vibrations)是一种特殊的振荡,即平衡位置微小或者有限的振荡。

~~《非线性振动》刘延柱、陈立群编写

结构

振动

概述

☆结构为什么会振动?

该问题等同于问鸡为什么会下蛋,任何结构都是有特定的振动能力或者潜力!问题在于能不能、靠什么东西来激发它,或者能不能、靠什么方式来阻止它!

风致诱导振动讲解

风致诱导振动讲解
循环,这些漩涡在尾流中有规律地交错排列成两行 ,此现象称为卡曼涡街。
(4)300≤Re<3×10 时,进入亚临界区,卡门涡街,塔体产生周期性振动;
(5)3×10≤Re<3.5×10,进入过渡区,旋涡脱落不规则,卡门涡街消失;
5
(6)3.5×10 <Re时,进入超临界区,卡门涡街重新出现,又出现周期性振动。
在塔前半周(A到B), 边界层内流速下降,层外主流体速度增加 在塔后半周(B到D),主流体本身不断减速 层内流体向主流体获得能量,速度不降 层内流体不能从主流体获得能量,速度下降
C点出现边界层流体的增厚并堆积
漩涡的形成
外层主流的流体绕过堆积的边界层, 使堆积的边界层背后形成一流体的空白 区;
在逆向压强梯度的作用下,流体倒 流至空白区,并推开堆积层的流体,在 塔体的背后就形成了漩涡,这样的漩涡 通常称为卡曼漩涡。
3、增大塔的阻尼
增加塔的阻尼对控制塔的振动起着很大的作用。
当阻尼增加时塔的振幅会明显下降。当阻尼增加到一定数值后, 振动会完全消失。塔盘上的液体或塔内的填料都是有效的阻尼物。
研究表明,塔盘上的液体可以将振幅减小10%左右。
4、设计时振动分析
而实际上,最经济与最有效的防振措施乃是在设计阶段认真地对 塔设备进行振动分析。在进行工程结构设计时,事先估计到卡曼旋涡 诱发振动的可能性,将有助于我们避免恶性事故的发生。

桥梁风致振动综述

桥梁风致振动综述

桥梁风致振动综述

摘要:桥梁,作为一种连接构造物,从古至今扮演着跨越天堑、连接通达的重要角色。从最开始的天然桥梁,到慢慢出现的石拱桥,到梁桥板桥,再到现代桥梁结构,桥梁的发展历史悠久,并且成果斐然。但是在发展的过程中,不可避免的遇到了很多问题,这些问题有些被攻克解决了,还有一些仍未能被人类精确地理解和研究,仍在威胁着桥梁的安全。本文主要讨论大跨度桥梁的风致振动问题与抗风设计方法。

关键词:桥梁风致振动,大跨度桥梁,桥梁抗风设计

一、大跨径桥梁的轻柔化

在了解风致振动、风工程之前,我们先要了解,风究竟是什么呢?风是大气边界层内空气流动现象, 并且其流动的速度和方向具有随时间和空间随机变化的特征。在研究风对桥梁的作用时, 通常把风处理为在一定时距内不随时间变化的平均风和随时间随机变化的脉动风速两部分。风作用于桥梁结构时, 由风的压力作用形成对结构的风荷载, 同时, 风还会引起桥梁的颤振、驰振、抖振和涡激振动等各种形式的振动。

20世纪,大跨径桥梁得到了发展,然而在这些发展初期,风致振动稳定并没有成为大跨径桥梁的重要控制因素。直到1940年11月,位于美国华盛顿州、仅建城4个月的塔科马(Tacoma)大桥,在风速甚至不足20m/s的风下,发生了破坏。这场破坏举世震惊,也第一次让工程师们认识到风对于大跨径桥梁的重要作用。

那么为什么,大跨径桥梁对风的敏感性这么高呢?这里我们要从大跨径桥梁的轻柔化说起。

为了减轻自重,增强跨越能力,比起传统混凝土桥梁,大跨径桥梁通常采用钢结构、钢混组合、结合结构等。我们知道,钢材料的阻尼(damper)要小于混凝土,那么大跨径桥梁材料的基频也较小,通常为0.08Hz左右,而风的卓越频率在0.1Hz左右,二者比较相近,易产生共振;而相应的,地震卓越频率在1Hz左右,不易于大跨径桥梁产生共振。这就解释了为什么大跨径桥梁对风作用敏感、对地震作用较不敏感,而小跨境桥梁恰恰与之相反。

风力机叶片顺风向风致振动研究

风力机叶片顺风向风致振动研究

Me h nc n r s a eEn ie rn ,Pe ig Unv r i c a isa d Ae o p c gn e ig kn ie st y,Bej g,1 0 7 ,Ch n ) in i 081 ia
Ab t a t: f r i g t he me ho ort e wi oa o e si g rs nd b i ge bu l i g,t e c r — s r c Re e r n o t t d f h nd l d pr blm n hi h— ie a rd id n h o n put to a t o o h i i p a e n fwi u bi e bl d s dic s d f o b h tm edo an a a i n lme h d f r t e lm t l c me to nd t r n a e i s us e r m ot i m i nd f e ue c ma n.The ha mo cs e p ii e ho r p e y Sh no uka i h e o g n r t h r q n y do i r ni up r oston m t d p o os d b i z s c os n t e e a e t e fuc ua i i — s o y wi d s m p e .A l de i i l t tng tme hit r n a ls b a s s mplfe o a v ra l r s — e ton b a .Bo h fe ii d t a i b e c o s s c i e m t r —

风致振动对桥梁结构的危害及防护措施

风致振动对桥梁结构的危害及防护措施

【创新与发展】住宅与房地产2019年6月风致振动对桥梁结构的危害及防护措施

董芳路

(重庆交通大学土木工程学院,重庆 400041)

摘要:近年来,桥梁风害问题备受关注,动力作用下的风致振动对桥梁破坏的问题尤为严重。文章重点主要分析了风致振动的几种振动类型,以及其对桥梁的危害,明确其破坏机理、振动成因,阐述预防措施。

关键词:风致振动;振动类型;破坏机理;防护措施

中图分类号:U447 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)06-0274-01

风灾害这一问题的严重性越来越引起了世界各地的重视,尤其是桥梁的风灾问题愈发的严重,从20世纪开始世界各地桥梁风毁事故就频繁发生,直到今天也没有完全彻底地解决,攻克这个问题刻不容缓。

1 风致振动概述

1.1 风致振动的研究背景

近几十年来国内外都致力于从桥梁风致振动方面来研究桥梁风灾,风的动力和静力作用使得桥梁结构发生不同程度的振动,使其发生破坏。其影响是巨大的,各国科研人员通过风洞试验来研究其动力特性和振动规律。

1.2 风对桥梁的动力作用

风的动力作用的荷载,以脉动风来命名,脉动风是指风的大小及它的作用方向随着时间的变化而变化,发生周期随机,运动方式是不规则的。其风致振动的形式也是多种多样。有颤振、抖振、驰振、涡振[1]。

(1)颤振。颤振是一种强迫式振动,是一种自激发散式振动,桥梁的桥面通过外界气流的反馈作用不断向外界吸收能量,使得桥梁振幅不断扩大,结构自身的机械阻尼无法完全消耗外部施加的能量,也就使得扭转角不断增大,使其振幅发散式增大,最终达到破坏。在国外很早研究的塔科马特大桥是颤振而发生的破坏。(2)驰振。驰振类似于颤振,也是一种自己发散振动,属于强迫式振动。驰振针对的对象非圆形截面的钝体结构而言的,一般钝体结构的横截面是具有棱角的方形或者是类似于方形的长方形。也是不断向外界吸收能量,在结构阻尼力无法消耗时,使其振幅不断扩大,是横风向单自由度弯曲自激发散振动[2]。破坏的影响力也比较大仅次于颤振。颤振和驰振算是桥梁的中的急性病,是桥梁设计工作者首先要考虑的问题。(3)抖振。抖振也属于一种强迫式振动,是由气流中的紊流成分所引发的振动,抖振不具有灾难性的破坏,在某些地方影响还是比较大的,比如在大跨径悬索桥的是施工过程中,加上悬索桥本身柔性就很大,故位移也会很大,在发生抖振时,会引起桥梁的抖动,影响到桥梁上施工人员的舒适度[3],另一方面,抖振带来的交变应力,会引起桥梁的疲劳破坏[4],降低桥梁的疲劳寿命。(4)涡振。涡振又称涡激共振,是一种自激限幅强迫振动。结构钝体两侧在风流经过时会

解释结构风致驰振现象

解释结构风致驰振现象

解释结构风致驰振现象

结构风致驰振是指在某些特定的条件下,结构体系中存在的一种自激

振动现象。这种现象通常发生在某些特定频率范围内,而且会随着结

构体系的变化而变化。

结构风致驰振的产生原因主要是由于结构体系中存在某些不稳定性因素,例如流体动力学效应、气动效应、地震效应等。当这些因素达到

一定程度时,就会引起结构体系中的自激振动,并且会随着时间的推

移而逐渐增强。

对于工程实践来说,结构风致驰振是一种非常危险的现象。它不仅会

导致建筑物或桥梁等结构物的破坏,还会给人们带来极大的安全隐患。因此,在设计和建造过程中需要采取一系列措施来避免或减少这种现

象的发生。

其中最常见的解决方法是通过改变结构体系的几何形状和材料性质来

调整其固有频率。此外,在设计过程中还需要考虑到流体动力学效应、气动效应等因素,并进行相应的计算和模拟。同时,对于已经建成的

结构体系,还需要进行定期的检测和维护,以确保其安全性能。

总之,结构风致驰振是一种常见的自激振动现象,对于工程实践来说

具有重要的意义。在设计和建造过程中需要采取一系列措施来避免或减少这种现象的发生,并定期进行检测和维护。

风机振动原因分析及处理

风机振动原因分析及处理

风机振动原因分析及处理

摘要:风机振动是电站及水泥企业风机运行中常见故障,其振动具有多方面的原因,本文首先概述了风机振动的原因,以高温风机振动为例,具体分析其振动的原因及处理措施。

关键词:风机;振动;高温;分析与处理

电站及水泥企业风机运行中常见故障之一就是风机振动,确保锅炉机组及窑系统稳定运行的一项重要环节就是解决风机振动问题。风机振动的原因复杂且很多,本文首先概述了风机振动的原因,以高温风机振动为例,具体分析其振动的原因及处理措施,旨在为类似风机的振动诊断和处理提供参考。

1. 常见风机振动原因

风机振动常见原因具体可分为以下十条:(1)动静部分之间发生摩擦;(2)转子动平衡不符合要求;(3)轴承底座和基础连按不良;(4)基础的刚度不够或不牢固;(5)进风箱涡流脉动造成的振动;(6)风机组装问题;(7)入口调节门后中心涡流引起的振动;(8)风机转速接近临界转速引起的振动;(9)风机旋转失速、喘振等;(10)烟、风道结构设计原因。

2. 高温风机振动原因及处理

2.1 情况介绍

某公司1O00t/d生产线窑尾高温风机型号为W6—2*29—46No21.5F,转速一般为1000-1200r/min。风机轴承振动的最大允许值:振幅0.198mm,振速1lmm/s;轴承温度报警值75℃,停机95℃;液力偶合器出油温度报警值8O℃,停机值为85℃。生产中曾多次出现轴承座振动较大现象。前期主要是风机管道通风不畅引起,然而自2011年7月开始,清理管道后轴承振动并未减小,反而逐步加大,超过最大允许值。经多次停机检查,联轴器对中没问题,轴承游隙在0.10mm左右(轴承型号为22224CC/W33/C3),也在正常范围内,液力偶合器及电动机振动都不大,风叶积灰少,但风叶磨损不均匀,前端叶片有的只有5mm左右厚,后端叶片有的7mm厚(标准为8mm厚),所以怀疑是风叶磨损不均匀造成叶轮不平衡引起的。然而,有时候,在未做任何处理的情况下,重新启动后,风机的振动值又正常,运行一段时间后会突然增大。为此,我们对风机进行现场动平衡,经前后两次处理,找到了风机振动大的原因。

三稳态风致振动能量俘获系统分析

三稳态风致振动能量俘获系统分析

第21卷第10期2023年10月

动力学与控制学报

J O U R N A L O FD Y N AM I C SA N DC O N T R O L

V o l .21N o .10

O c t .2023

文章编号:1672G6553G2023G21(10)G065G007

D O I :10.6052/1672G6553G2023G099

㊀2023G08G17收到第1稿,2023G09G22收到修改稿.

∗国家重点研发计划(2022Y F B 2603200),国家自然科学基金(52161135106),西北工业大学博士论文创新基金(C X 2022001)资助项目,111

基地(B P 0719007),N a t i o n a lK e y R&DP r o g

r a mo fC h i n a (2022Y F B 2603200),t h eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eo fC h i n a (52161135106),t h e I n n o v a t i o nF o u n d a t i o n f o rD o c t o rD i s s e r t a t i o no fN o r t h w e s t e r nP o l y t e c h n i c a lU n i v e r s i t y (C X 2022001),t h e 111P r o j

e c t (B P 0719007).†通信作者E Gm a i l :z h o u s h e n g x i @n w p

小议斜拉索风致振动以及减振措施

小议斜拉索风致振动以及减振措施
1 . 2 机械减振 法 ( 1 ) 二阶索消除方法
主要是通过 ‘ P 1 5~ 0 m m不锈 钢丝 把拉索 连接起来 , 使得整个拉索体系刚度得到有效的提高 , 拉索模态质量及阻 尼有所增加 , 拉索发生振 动时 , 每个 模态 之间会 出现相互 耦 合的现象。由于机械减振需高空作业 , 操作难度较大。所 以, 如果在操作过程 中 , 二 阶索 出现拉断 或者索夹 出现 断裂 等情况 , 就会导致安全事故的发生 ; 再者 , 二 阶索无法对 空间 索及并列索处振动彻底消除。

要: 介 绍了斜拉索风致振动的基本原 因和类型 、 部分减振原理和特点 。
文献标识码 : C 文章编号 : 1 0 0 8— 3 3 8 3 ( 2 0 1 3 ) 0 6—0 0 9 8— 0 1
关键词 : 风振控制 ; 涡激共振 ; 抖振 ; 参数 振动 ; 弛振
中图分 类号 : U 4 4 2
效值在微风环境下减 小 1 . 2~6 . 6倍 ; 风 响应位移 时程 曲线 峰一 峰值减小 1 . 4 — 3 . 3 倍, 风响应速 度时程曲线峰 一 峰 值 减小 1 . 2 一 l 7 . 5 倍 。达到 预期 的减振效果 。 表1 鄂黄 长江公路 大桥部分拉索减振 效果对 比
油压阻尼器最早 用于汽车减振上 , 欧美 国家逐渐应用 油 压阻尼器作为拉索减振措 施。我 国的南京 长江二 桥就是 采 用同济大学开发 的油 压阻 尼器 , 并 确取 得 拉一定 的 减振 效 果 。但是由于油压 阻尼器在拉 索减振 过程 中只能 为拉索 提 供单方向的阻尼力 , 若油压阻尼器能够对拉 索面外振 动及 面 内振动同时起到一定的抑制作用 , 这 时必须 在每条拉索 处安 装两个油压阻尼器 , 并呈正交分布 ; 再者, 由于油压阻尼器 的 安装准确度要 求较 高 , 硅 油作 为油压 阻尼 器重 要介 质 , 其 产 生的温度效应 较为明显 , 动作 较为频 繁。因此 , 易产 生渗 漏 或者漏油的现象 , 维修成本也较高 。 ( 4 ) 粘性剪切式 阻尼器 粘性剪切式阻尼 器是一种新 型的减振设备 , 主要通过运 行阻尼器内切片 , 使得粘 性体发 生剪切 变形 , 然后在 把振 动 能量通过粘性 体来转变 , 并形成一定量的热能耗散 。国内应

风致振动简述讲义课件

风致振动简述讲义课件
发展更加高效和准确的数值模拟方法
通过发展更加高效和准确的数值模拟方法,可以更加真实地模拟和预测风致振动的发生和 发展,为实际工程应用提供更加科学和可靠的技术支持。
加强风致振动控制和减振技术的研究
未来研究将更加注重发展新型的风致振动控制和减振技术,为高层建筑和大型结构的抗风 设计和安全评估提供更加有效和可靠的技术手段。
桥梁风致振动
总结词
桥梁风致振动是指由于风的作用导致桥梁产生的振动现象。
详细描述
桥梁作为重要的交通基础设施,其安全性至关重要。桥梁风致振动是桥梁设计中的重要问题之一,由 于风的作用可能导致桥梁的振动和摇晃,长期下来可能造成结构的疲劳和损伤。为了确保桥梁的安全 使用,工程师需要充分考虑风致振动的影响,采取有效的措施进行设计和加固。
风致振动的影响
01
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结构安全
风致振动可能导致结构物 的疲劳损伤和性能下降, 影响结构安全。
设备运行
风致wk.baidu.com动可能对设备运行 产生干扰,影响设备的正 常工作和寿命。
人员安全
风致振动可能对人员安全 产生影响,如影响行走、 操作等。
风致振动的分类
按频率分类
按幅度分类
可分为高频振动、中频振动和低频振 动。
可分为微幅振动、中等幅振动和大幅 振动。
按方向分类
可分为水平振动、垂直振动和扭转振 动。
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风振不适感的控制
而加速度
4 A a 2 T
2
所以A(振幅)和T(自振周期)是表征加速 度的重要指标。
风振不适感的控制
2、人体风振反应的分级
a、按振幅和周期分级 A、无感觉 E、无法承受 b 、按加速度分级 B、有感觉
C、令人烦躁 D、令人非常烦躁
A、B、C、D、E
风振不适感的控制
减少风振加速度的途径
风工程学概述
近年来我国已建造并将继续建造大量的大 型风敏感结构。 这些结构包括大跨桥梁、超高层建筑和高
耸结构以及大跨空间结构等。
风荷载是控制这些大型结构安全性和使用 性设计的主要因素。
风工程学概述
风工程研究方法 大气边界层风洞试验
——最直接最有效
风洞数值模拟
——费用低、效率高
风洞试验
风洞模型试验是实验研究中的一项重要手段,它 与构筑物足尺实例是相辅相成的两个方面. 当结构物未建成或无条件进行实测时,模型风洞
风对构筑物的破坏
风对构筑物的破坏
风对构筑物的破坏
风对构筑物的破坏
风荷载概述
风荷载概述
结构风工程研究对象和内容广泛。
从结构方面来看,涉及到低矮建筑、大跨度建
筑结构、高层建筑、高耸结构、桥梁、海洋工程结 构等; 从研究内容来看,涉及到风对结构的静力作用、 风致振动响应、风振控制等.
不同的研究内容在不同的结构上往往又有不同
当这些响应的综合结果超过了结构的承受
能力时,结构将发生破坏。
风对构筑物的破坏
被飓风卡特里娜严重损坏的新奥尔良多层建筑
风对构筑物的破坏
窗户被飓 风卡特里 娜严重损 坏的新奥 尔良凯悦 酒店
风对构筑物的破坏
台风约克 造成的香 港湾仔数 幢大厦玻 璃幕墙损 坏情况
风对构筑物的破坏
风对构筑物的破坏
风不仅对结构产生静力作用,还会产生动力作用,引
起高层建筑、各类高塔和烟囱等高耸结构、大跨度缆索承 重桥梁、大跨度屋顶或屋盖、灯柱等许多柔性结构的振动,
产生动力荷载,甚至引起破坏。
风致振动减振措施依据: 1、结构的风致振动在很大程度上依赖于结构的外形、刚 度(或柔度)、阻尼和质量特性。 2、不同的外形将引起不同的风致动力荷载。 3、结构刚度越小,柔性越大,则其风致振动响应就越大。 4、结构的阻尼越高,其风致振动的响应也就越小。
1.合理的建筑体形 a.流线形平面(圆形或椭圆、平面切角) b.截锥状体形(减小风荷载和增加抗推刚度) c.不大的高宽比
d.透空层
e.并联高楼群
风振不适感的控制
流线形平面
风振不适感的控制
透空层
风振不适感的控制
并联高楼群
风振不适感的控制
截锥状体形
风振不适感的控制
风振不适感的控制
2.设置阻尼装置
风荷载概述
风压基本特点:
1、紊乱性和随机性 2、迎风面压力,背风面吸力
3、风压的不确定性
风荷载概述
风荷载概述
风荷载概述
风荷载概述
风压对高楼的危害 1.隔墙开裂,甚至主体结构破坏 2.疲劳,失稳破坏
3.装饰物和玻璃幕墙破坏
4.摆动使居住者感到不适不安
风振不适感的控制
随着房屋高度增加,在强风作用下,高 楼(高层钢结构)所产生的振动,使人不舒适, 所以高楼的抗风设计,不仅要满足强度、变形 和倾覆稳定方面的要求,而且还要使高楼在顺 风向振动、横风向振动和扭转振动控制在不使 居住者产生不适感的容许限度内。
界层范围内的平均风剖面、紊流和自然流动,即要
求模拟风速随高度的变化。
当风洞尺寸达到宽度为2~4米、高为2~3米,
长为5~30米时一般可以满足要求。
风对构筑物的破坏
风对构筑物的作用从自然风所包含的成分
看包括平均风作用和脉动风作用,从结构的响
应来看包括静态响应和风致振动响应。
平均风既可引起结构的静态响应,又可引 起结构的横风向振动响应。 脉动风引起的响应则包括了结构的准静态 响应、顺风向和横风向的随机振动响应。
减振效果:高层钢结构变形和加速度控制成为 控制指标,在强度已满足条件下,采用加大构件截 面来满足,则不经济,而采用布置阻尼装置,增加
结构阻尼的方法有效且经济。
应用实例: 哥伦比亚大厦
世贸中心大厦等
风振不适感的控制
世界上首先提出舒适感与房屋顶层加速度
关系的是加拿大的达文波特教授,国内的研究 很少。 目前的计算建筑物顶层加速度的经验公式。
通过风洞试验进行确认。
风振不适感的控制
衡量不适感的尺度 1、人体对运动的承受
1970年,美国波士顿一座高楼在0.98KN/m²风
1 压下,并且 ,人却感到不适。 h 700
实验则是进行研究的唯一手段。
通过对各种特殊体型的高层、超高层建筑及建筑 群的风洞试验研究,可为设计提合理的参数,使拟建 的建筑物安全可靠,经济合理。
国内风工程研究主要集中在高等院校,如同济大学、湖南大学、西
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
南交通大学和汕头大学等,国内风工程研究在国际上的影响正在增大。
风洞试验
风洞试验
风洞试验
建筑物的风洞试验要求在风洞中能实现大气边
风致振动简述
主要内容
风工程学简述
风洞试验 风对建筑物的破坏
风荷载概述
风振不适感的控制
风工程学概述
国外从1879年塔科马桥风毁以后开始风工程研
究,至今只有60多年,我国研究不到20年。
风工程研究近年在国内外发展很快,已形成一 门新兴学科,国际风工程学会和中国风工程学会 分别于上世纪 60 年代和 80 年代成立。
说明用 来控制侧移,并不能概括人体对运动 h 的反应和耐受程度。
风振不适感的控制
研究表明:人体感觉器官不能觉察所在位置的 绝对位移和速度,只能感受到它们的相对变化。 线性加速度是由人内耳中的耳石察觉到的,局 部加速度则是耳内的半规官感觉的。 所以,加速度(线性加速度和角加速度)是衡 量人体对高楼风振感受的最好尺度。
的体现。
风荷载概述
当风以一定速度吹向建筑物时,建筑物将对
其产生阻塞和扰动作用,从而改变该建筑物周围 风的流动特性。 反过来,风的这种流动特性改变引起的空气 动力效应将对结构产生作用。
由于自然风的紊流特性,因此风对结构的这
种作用包含了静力作用和动力作用两个方面,使
结构产生相应的静力和动力响应。
风荷载概述
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