5  基于遗传算法工具箱的MTMD参数优化 30

5。1  遗传算法理论 30

5。2  基于层间位移的MTMD参数优化 31

6  高耸结构多振型控制 36

结论 39

致谢 41

参考文献 42

1  绪论

1。1  研究背景

各种高耸结构在大中小城市里司空见惯，上海东方明珠，南京紫峰大厦等等，都成为城市的地标。高耸结构不仅仅用来观光旅游，在工业和也有巨大的用途。高耸结构的兴起也带来了很多工程上的难题。在我国东南沿海由于经常有台风登陆，高耸结构如输电线路铁塔，电视塔被吹倒吹歪的灾害时有发生。在地震多发地带，高耸结构的极易发生高频振动和大幅度位移，产生后果不可想象。

为了设计出符合标准的高耸结构，以前人们通常依靠增加结构的体积和使用好的材料来提供结构的刚度，但是这会提高成本，大大提高工程量。所以结构振动控制的概念由此发展起来。

1。2  高耸结构简介

1。2。1  高耸结构分类

高耸结构由于比较细长，容易在风激励或其它荷载下发生大的位移。目前常见的高耸结构有两类，一种是塔式结构，还有一种是桅式结构[1]。塔式结构是下端固定，上端自由，其物理模型可以简化为悬臂梁，而桅式结构是下端为铰接或者刚接的竖立的细长杆，为了保持结构稳定杆身有若干层纤绳扶持，其物理模型可以简化成弹性支座连续梁（图1。1）。

图1。1  高耸结构计算模型

塔式结构一般是钢筋混泥土和钢架形式。前者大多为圆筒型，该结构风阻小，刚度大，建造简单，经济。钢结构塔常做成空间桁架或者钢架，立面为上小下大的斜线形，曲线形或折线形，横断面一般为三边形以上多边形。桅式结构由于桅杆与纤绳材料不同，而且它是一种大位移结构非线性因素强，相当复杂，在本文中暂不研究。

1。2。2  高耸结构的载荷

我们考虑高耸结构受到的荷载时一般重点考虑以下荷载：

风载荷：对于风速，学者们把它分为平均风与脉动风。平均风的风速在大小和方向上基本不随时间变化，作用周期长，可以认为是静力作用。脉动风随机性强，频率小接近高耸结构固有频率，对高耸结构影响很大。源-于,优~尔^论=文.网www.youerw.com 原文+QQ7520~18766

裹冰载荷：一般在空气湿度较大的地方容易出现，高耸结构上的裹冰不仅仅增加了结构的自重，而且增加了风载作用的面积，也就是增加了风载荷，也是高耸结构很重要的载荷[2]。

地震载荷：地震载荷可以认为是提供了基础的加速度，由于地震水平振动影响最大，一般只考虑水平振动。

1。3  高耸结构振动控制概念

高耸结构振动控制的方式分为被动控制，主动控制，前两者结合的混合控制[3]。被动控制简单的说就是在高耸结构上安装一个没有动力的纯机械装置，当高耸结构在风激励下产生位移响应时会带着该装置一起运动，来消耗掉风激励的能量。而主动控制是在结构上装上带有能量源的控制装置，由传感器测出结构响应给计算机，计算机计算出最优的控制力让控制装置施加。

被动控制设计简单，经济；主动控制要外加能量源，设计复杂，而且计算出的控制力有延迟，但是理论上控制效果最好。