大型渡槽结构半主动变阻尼控制研究
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摘要
在渡槽减震研究方面,结构主动变阻尼控制对于纵向地震输入下渡槽结构主动变阻尼控制的研究几乎为空白。根据结构振动控制的基本原理,建立了大型渡槽的动力分析模型及运动方程,采用限界Hrovat最优控制算法来调节变阻尼控制装置实现相应的控制力;并以南水北调某大型渡槽为例,对比计算了大型渡槽在无控、半主动控制和主动控制三种情况下的地震响应差异。结果表明:在跨间伸缩缝处安装主动变阻尼控制装置,中跨左右节点和跨中最大位移分别降低了31%、27%和30%,对槽身和墩顶的位移控制效果较好。主动变阻尼装置能提供与结构运动方向相反即阻止结构运动的控制力,能有效降低渡槽结构纵向地震响应,限界Hrovat最优控制算法能很好跟踪和实现目标主动最优控制力。
Based on the basic principle of the vibration control for structures,the branch-and-bound Hrovat optimal control algorithm is employed in the study of the semi-active variable damping control for large aqueduct structures.The dynamic model and motion equations of the large aqueduct are set up,and the active variable damping algorithm of semi-active control is introduced here.The differences of longitudinal seismic response under no control,semi-active control and active control are compared and calculated.It is concluded from the study results that the active variable damping control device can effectively control the response of longitudinal virations.The Hrovat optimal control algorithm can track and achieve the avtive control for the target effectively.
Based on the basic principle of the vibration control for structures,the branch-and-bound Hrovat optimal control algorithm is employed in the study of the semi-active variable damping control for large aqueduct structures.The dynamic model and motion equations of the large aqueduct are set up,and the active variable damping algorithm of semi-active control is introduced here.The differences of longitudinal seismic response under no control,semi-active control and active control are compared and calculated.It is concluded from the study results that the active variable damping control device can effectively control the response of longitudinal virations.The Hrovat optimal control algorithm can track and achieve the avtive control for the target effectively.
引文
[1]陈厚群.南水北调工程抗震安全性问题[J].中国水利水电科学研究院学报,2003,1(1):17-22.
[2]陈淮,祁冰,杜晓伟.大型双槽渡槽结构振动特性分析[J].世界地震工程,2001,17(1):93-97.
[3]徐建国,王博.渡槽结构动力性能的有限元分析[J].郑州工业大学学报,1999,20(2):67-69.
[4]李正农,孟吉复.多槽体渡槽的自振特性分析[J].武汉大学学报(工学院),2001,34(4):11-16.
[5]杜晓伟,陈淮,孙国均,等.大型双槽渡槽地震反应分析[J].世界地震工程,2003,19(2):23-26.
[6]李遇春,朱暾,乐运国,等.大型高墩渡槽横向地震反应分析[J].武汉水利电力大学学报,1999,32(3):43-46.
[7]张俊发,刘云贺,王克成,等.设置叠层橡胶支座梁式渡槽的地震响应分析[J].水利学报,1999,(1):50-54.
[8]张俊发,刘云贺,等.铅芯橡胶支座减震技术在渡槽中的应用研究[J].水利学报,1999,(10):65-69.
[9]王博.大型渡槽结构地震反应分析理论与应用[D].上海:同济大学,2000.
[10]顾仲权,等.振动主动控制[M].北京:国防工业出版社,1997.
[11]欧进萍.结构振动控制[M].北京:科学出版社,2003.
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