Nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình con lắc ngược chịu tác dụng của ngoại lực

bộ giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực luận án tiến sĩ học Hà Nội 2010 giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực chuyên ngành: học vật rắn mã số: 62.44.21.01 luận án tiến sĩ học ngời hớng dẫn khoa học pgs Ts Khổng doãn điền - I HC THY LI ts Kiều đức I HC GIAO THễNG VN TI Hà Nội 2010 LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi, cỏc s liu, kt qu nghiờn cu lun ỏn l trung thc v cha tng c cụng b bt k cụng trỡnh no khỏc Tỏc gi Nguyn Duy Chinh MC LC Li cam oan Mc lc Danh mc cỏc ký hiu .5 M u .8 Chng 1: Tng quan v b hp th dao ng th ng.13 1.1 Gii thiu chung.13 1.2 Nguyờn lý c bn ca b hp th dao ng th ng. 15 1.3 Tớnh b hp th dao ng th ng cho h khụng cú cn nht .17 1.3.1 H chu kớch ng iu ho 17 1.3.2 H chu kớch ng n trng. 22 1.4 Tớnh b hp th dao ng th ng cho h cú cn nht. 23 1.5 Mt s tiờu chun xỏc nh b hp th dao ng th ng .24 1.6 B hp th dao ng cho h lc ngc. 26 1.7 Kt lun chng 1..30 Chng 2: Phng trỡnh chuyn ng ca h lc ngc cú lp t h thng gim dao ng TMD 31 2.1 Mụ hỡnh tớnh toỏn ca c cu lc ngc, cú gn b hp th dao ng c nghiờn cu lun ỏn.. 31 2.2 Thit lp phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h lc ngc..32 2.2.1 ng nng ca c h..33 2.2.2 Lc suy rng ca c h. 38 2.2.2.1 Th nng ca c h .39 2.2.2.2 Hm hao tỏn ca c h 41 2.2.2.3 Lc hot suy rng ca c h . 41 2.2.3 Phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h.43 2.3 Kt lun chng 2..46 Chng Nghiờn cu, phõn tớch, tớnh toỏn, gim dao ng cho cỏc cụng trỡnh cú dng h lc ngc . 47 3.1 Trng hp ch cú b hp th dao ng TMD-D. 49 3.1.1 Phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h .49 3.1.2 Nghiờn cu n nh chuyn ng ca h lc ngc theo tiờu chun k thut trng hp ch lp b TMD-D.50 3.1.3 Tớnh toỏn cỏc thụng s ca b hp th dao ng TMD-D gim dao ng cho c cu lc ngc.55 3.2 Trng hp ch lp t b hp th dao ng TMD-N .65 3.2.1 Phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h lp t b hp th dao ng TMD-N ...66 3.2.2 Nghiờn cu n nh chuyn ng ca h lc ngc theo tiờu chun k thut lp b hp th dao ng TMD-N .67 3.2.3 Tớnh toỏn cỏc thụng s ca b hp th dao ng TMD-N gim dao ng cho c cu lc ngc.69 3.3 Trng hp lc ngc cú lp t ng thi c hai b hp th dao ng TMD-N v TMD-D.81 3.3.1 Nghiờn cu n nh chuyn ng ca h lc ngc theo tiờu chun k thut trng hp cú lp t c hai b TMD..82 3.3.2 Tớnh toỏn cỏc thụng s ca b hp th dao ng gim dao ng cho c cu lc ngc.86 3.4 Kt lun chng 3. 103 Chng 4: M rng kt qu nghiờn cu trng hp cú lp ng thi hai b TMD-D v DVA Tớnh toỏn mụ phng s cỏc cỏc kt qu nghiờn cu gim dao ng cho mt s kt cu cụng trỡnh. 106 4.1 M rng kt qu nghiờn cu trng hp cú lp ng thi hai b TMD-D v DVA 106 4.1.1 Mụ hỡnh ca lc ngc cú lp hai b hp th dao ng TMD-D v DVA .106 1.2 Thit lp phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h lc ngc cú lp t b DVA v TMD 107 4.1.3 Nghiờn cu xỏc nh cỏc thụng s ca b hp th dao ng DVA v b TMD-D cụng trỡnh lm vic n nh v gim dao ng cho h lc ngc mt cỏch ti u...118 4.2 Tớnh toỏn mụ phng s cỏc kt qu nghiờn cu b hp th dao ng vo mt s kt cu cụng trỡnh. .123 4.2.1 p dng kt qu nghiờn cu b hp th dao ng, tớnh toỏn gim dao ng cho thỏp nc. 123 4.2.2 p dng kt qu nghiờn cu b hp th dao ng, tớnh toỏn gim dao ng theo phng thng ng ca ụ tụ . 129 4.2.3 p dng kt qu nghiờn cu b hp th dao ng, tớnh toỏn gim dao ng cho thỏp ngoi bin .132 4.3 Kt lun chng .137 Kt lun v kin ngh . 138 Danh mc cỏc cụng trỡnh ó cụng b ca tỏc gi..142 Danh mc ti liu tham kho.143 Li cm n 151 Ph lc chng trỡnh mỏy tớnh : Lp trỡnh v th trờn phn mm MAPLE mụ phng dao ng cho h .152 DANH MC CC Kí HIU TMD B hp th th ng dng lng (Tuned mass damper) TMD-D B hp th th ng dng lng gim dao ng theo phng thng ng ca lc ngc TMD-N B hp th th ng dng lng gim dao ng theo phng lc ngang ca lc ngc DVA B tt chn ng lc loi lc ( Dynamic vibration absorber) TLD B gim chn cht lng m Khi lng ca b TMD M Khi lng ca h chớnh a Tn s riờng ca b TMD opt Giỏ tr ti u ca tn s ca b TMD T s cn nht ca b TMD opt Giỏ tr ti u t s cn nht ca b TMD Ký hiu kỡ vng toỏn hc Tn s ca lc kớch ng iu ho f T s ca tn s ca b TMD th ng v tn s ca h chớnh fopt T s ti u ca tn s ca b TMD th ng v tn s ca h chớnh T s lng ca b TMD v h chớnh h T s gia tn s lc tỏc ng v tn s riờng ca h chớnh hopt B T s ti u gia tn s lc tỏc ng v tn s riờng ca h chớnh Ma trn cha cỏc h s ca lc iu khin phng trỡnh trng thỏi C Ma trn cn Q* Lc hot suy rng ca c h Th nng ca h T ng nng ca h Hm hao tỏn ca h E T s ỏnh giỏ hiu qu ca b TMD F Vộc t lc kớch ng g Gia tc trng trng k2 H s cng lũ xo ca h chớnh k1 H s cng lũ xo ca b TMD kopt H s cng ti u ca b TMD K Ma trn cng M* Ma trn lng Tn s dao ng riờng ca h chớnh Eopt T s ỏnh giỏ hiu qu ti u ca b TMD copt H s cn nht ti u ca b TMD P() a thc c trng Nghim ca a thc c trng Re ( ) Phn thc ca nghim a thc c trng Im ( ) Phn o ca nghim a thc c trng àu1 T s lng ca b hp th dao ng TMD-N v lc ngc c trng cho chuyn ng thng à1 T s lng ca b hp th dao ng TMD-N v lc ngc c trng cho chuyn ng quay H s biu th v trớ lp t b hp th dao ng TMD-N d1 Tn s dao ng riờng ca b hp th dao ng TMD-N T s cn nht ca b hp th dao ng TMD-N àu2 T s lng ca b hp th dao ng TMD-D v lc ngc c trng cho chuyn ng thng à2 T s lng ca b hp th dao ng TMD-D v lc ngc c trng cho chuyn ng quay H s biu th v trớ lp t b hp th dao ng TMD-D d2 Tn s dao ng riờng ca b hp th dao ng TMD-D T s cn nht ca b hp th dao ng TMD-D Tn s dao ng riờng ca lc ngc theo phng ngang u Tn s dao ng riờng ca lc ngc theo phng thng ng d1 T s ca tn s ca b TMD-N v tn s lc ngang ca lc ngc d T s ca tn s ca b TMD-D v tn s lc ngang ca lc ngc u T s gia tn s dao ng thng ng v tn s lc ngang ca lc ngc 1opt H s ti u biu th v trớ lp t b hp th dao ng TMD-N 2opt H s ti u biu th v trớ lp t b hp th dao ng TMD-D 1opt T s ti u cn nht ca b hp th dao ng TMD-N 2opt T s ti u cn nht ca b hp th dao ng TMD-D d1opt T s ti u gia tn s ca b TMD-N v tn s lc ngang ca lc ngc d 2opt T s ti u gia tn s ca b TMD-D v tn s lc ngang ca lc ngc àu1A T s lng ca b hp th dao ng DVA v lc ngc c trng cho chuyn ng thng d1A : Tn s dao ng riờng ca b hp th dao ng DVA 1A : T s cn nht ca b hp th dao ng DVA à: T s lng ca b hp th dao ng DVA v lc ngc c trng cho chuyn ng quay : H s biu th v trớ lp t b hp th dao ng DVA d 1optA : T s ti u gia tn s ca b DVA v tn s lc ngang ca lc ngc 1optA : T s ti u cn nht ca b hp th dao ng DVA M U C s khoa hc v thc tin ca ti Trong thc t cú nhiu cụng trỡnh cú mụ hỡnh dng lc ngc nh nh cao tng, thỏp vụ tuyn, gin khoan, cụng trỡnh bin cựng vi s phỏt trin ca khoa hc k thut cỏc cụng trỡnh ny ngy cng ln v chiu di v chiu cao S gia tng v quy mụ kt cu s dn n cỏc ỏp ng ng lc phc ca kt cu v s sinh cỏc dao ng cú hi Vỡ vy, nghiờn cu gim dao ng cú hi cho c cu lc ngc l bi toỏn ang c rt nhiu cỏc nh khoa hc trờn th gii quan tõm nghiờn cu Mt hng nghiờn cu mang tớch thi s, cp thit v quan trng Vit Nam hin l nghiờn cu gim dao ng cho cỏc cụng trỡnh bin cú dng lc ngc DKI Bt u t nm 1989, theo Chng trỡnh Bin ụng - Hi o ca Nh nc ó tin hnh xõy dng cỏc cụng trỡnh bin dng DKI Cỏc cụng trỡnh ny ó v ang gúp phn vo xõy dng, bo v t nc v khai thỏc tim nng vụ cựng to ln ca bin Qua nghiờn cu [8], [17], [18] cho thy ỏp ng gõy dao ng cú hi cho cụng trỡnh DKI bao gm hai loi chớnh l ỏp ng ngang v thng ng liờn quan n hin tng lc ngang v nh cc Dao ng ca cụng trỡnh DKI bao gm hai loi dao ng: Dao ng rung lc cú tn s l cỏc tn s riờng ca cụng trỡnh v dao ng cng bc gõy bi ti trng súng, ú dao ng rung lc c bit cú hi vi bn v tui th ca cụng trỡnh Cỏc dao ng rung lc cú tn s cao hn nhiu ln tn s ca súng bin l mt cỏc dao ng cú hi khụng mong mun cn c hn ch gim dao ng rung lc cho cụng trỡnh DKI theo xut ca cỏc nh khoa hc Nguyn ụng Anh v cng s (vcs) [8], Nguyn Hoa Thnh vcs [17, 18] cú th lp vo cụng trỡnh DKI hai b TMD tiờu tỏn nng lng cho h Mt b TMD c t theo hng tỏc data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ...bộ giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực chuyên ngành: học vật rắn mã số:... lp t b hp th dao ng TMD-D d2 Tn s dao ng riờng ca b hp th dao ng TMD-D T s cn nht ca b hp th dao ng TMD-D Tn s dao ng riờng ca lc ngc theo phng ngang u Tn s dao ng riờng ca lc ngc theo phng thng... hp th dao ng, tớnh toỏn gim dao ng cho thỏp nc. 123 4.2.2 p dng kt qu nghiờn cu b hp th dao ng, tớnh toỏn gim dao ng theo phng thng ng ca ụ tụ . 129 4.2.3 p dng kt qu nghiờn cu b hp th dao ng,