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在城市基础设施不断完善的进程中,高杆灯因其良好的照明性能,被广泛地建设于广场、运动场等人群密集的开阔场地。近些年来,由于杆灯高度的不断增加,使得其对风荷载越来越敏感,在烈风等动力荷载作用下,其上部有可能发生共振响应。这将直接造成结构的疲劳损伤、减少大功率灯具的使用年限、导致结构的共振破坏。因此,对其运用现代结构振动控制技术具有一定的实际意义。 本文提出将TRMD阻尼器安装在高杆灯灯盘上进行振动控制。首先对实际高杆灯模型进行集中质量简化,得到二维串联模型。然后运用Lagrange运动方程,得出带TRMD串联模型的高度非线性运动微分方程。同时,运用小量假定,对受控体系运动方程进行简化。基于共振理论,得出其最佳设计参数。 考虑到脉动风的空间随机性和空间相关性,运用谐波叠加法对高杆灯所处脉动风场进行数值模拟,利用目标谱对样本进行检验。同时还考虑了对横风向风荷载对高杆灯的动力作用。 风荷载是导致高杆灯振动的因素,首先将六种不同幅值的风荷载样本作用于受控体系,得出其在不同荷载工况下的控制效果。模拟结果表明,TRMD有较好的控制效果,且控制效果随高度增加而增大,但是需要根据设计风速来确定TRMD的质量比和摩擦系数。通过分析TRMD不同布置位置时控制效果的差异,得出在顶点布置时控制效果最佳,分三点布置对控制效果影响不明显,中点布置时控制效果明显降低。最后对TRMD风致振动控制运用蒙特卡罗模拟方法,结果表明:随机风荷载作用时TRMD不仅有较好控制效果,还能减少体系到达稳态的时间,所以运用于风致振动控制能提高其耐久性。 地震作用也是导致高杆灯振动的因素,将ELcentro波、Cape波、汶川波、Chichi波调至同样幅值后依次作用于受控体系,分析TRMD地震振动控制效果。结果表明:不同地震波作用下TRMD的控制效果差异很大,且不能有效控制响应的第一峰值。 通过对以上两种荷载作用下控制效果的对比,发现TRMD对前者的控制效果比较好。对荷载作用下的加速度响应做Fourier变换,通过加速度Fourier谱可以看出,风荷载作用时,Fourier谱中结构第一阶频率处所对应的幅值被明显减小,而ELcentro波和Chichi波作用时则没有明显效果。通过分析两种荷载的特性,得出出现这种现象的原因,并提出解决方案。