（化工过程机械专业论文）高耸石化设备阻尼减振技术研究.pdf

学位论文数据集 中图分类号 t u 3 5 2 2学科分类号 53 0 3 1 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 2 0 6 7 2密级 公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名郝伟 学号 2 0 0 9 0 0 0 6 7 2 获学位专业名称 化工过程机械获学位专业代码 0 8 0 7 0 6 课题来源 “9 7 3 ”计划研究方向 高耸石化设备减振 论文题目 高耸石化设备阻尼减振技术研究 高耸石化设备，风振响应控制，调谐质量阻尼器， 关键词 实验研究，数值模拟 论文答辩日期 2 0 1 2 - 0 5 - 2 9 ，论文类型 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师何立东研究员北京化工大学化工过程机械 评阅人1杨国安研究员北京化工大学故障诊断 评阅人2江志农研究员北京化工大学化工过程机械 徽员纵杨国安研究员北京化工大学故障诊断 答辩委员1高金吉教授北京化工大学化工过程机械 答辩委员2钱才富 教授北京化工大学压力容器设计 北京昆仑天辰仪表 答辩委员3吴海琦高工自动控制 科技有限公司 答辩委员4 江志农研究员北京化工大学化工过程机械 答辩委员5王华庆教授北京化工大学故障诊断 答辩委员6 杨剑锋研究员北京化工大学故障诊断 答辩委员7马波 副教授北京化工大学故障诊断 征：一 四 论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 中图分类号在中国图书资料分类法查询。 学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中 查询。 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 摘要 高耸石化设备阻尼减振技术研究 摘要 针对湖南岳阳某化工企业高耸石化设备在强风作用下振动响应过大 的问题，本文研究采用高耸结构上应用越来越成熟的调谐质量阻尼器 ( t u n e dm a s sd a m p e r ，t m d ) 阻尼减振技术来对其进行风振响应控制，以 保证设备运行安全并延长其使用：寿命，故主要工作如下： 1 、理论研究了t m d 的三个参数对简谐激励作用下主结构稳态动力 响应控制效果的影响，推导了不同工况下主结构的动力放大系数，且以其 为目标函数编制了m a t l a b 遗传算法以对t m d 的参数进行数值寻优，并 对所得到的最优匹配参数编制了m a p l e s i m 程序框图进行数值仿真与验 、1 j 1 止o 2 、在实验室现有条件下，通过实验的方法研究了t m d 安装之后高 耸石化设备模拟装置固有频率、系统阻尼比以及顶端最大位移的变化趋 势，论证了利用t m d 对高耸石化设备进行风振响应控制的可行性。 3 、详细论述了脉动风荷载的主要特征，并对其基本理论进行了严格 推导。在此基础上，利用m a t l a b 数学软件并采用谐波叠加法对高耸石化 设备所承受的脉动风荷载进行了数值模拟，并对仿真得到的脉动风荷载的 主要统计特征进行了检验。 4 、将所研究的高耸石化设备进行了适当简化，利用仿真得到的脉动 风荷载并采用n e w m a r k 直接积分法对简化模型进行了数值分析，计算结 果表明需要对高耸石化设备进行风致振动控制。 北京化工大学硕士学位论文 5 、对所采用的t m d 风致振动控制方法进行了数值模拟，并对t m d 的最优匹配参数进行了数值寻优，计算了最优匹配参数下的t m d 对高耸 石化设备的风致振动控制效果。 6 、考虑到一般情况下安装与运行t m d 的实际空间有限，研究并给 出了不同质量比下，高耸石化设备顶端能量减少率与t m d 最大相对位移 的等值线图，可以通过协调二者的关系来解决空间有限的难题。 关键词：高耸石化设备，风振响应控制，调谐质量阻尼器，实验研究， 数值模拟 i i a b s t r a c t s t u d yo nv l r a t i o nr e d u c t i o no fh i g h r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n ti m p l e m e n t e dw i t h t h et u n e dm a s sd a m p e r a bs t r a c t t ot h i si s s u et h a t h e a v y w i n d i n d u c e dv i b r a t i o no f h i g h r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n to fs o m ep e t r o c h e m i c a le n t e r p r i s ei ny u e y a n gc i t y , h u n a np r o v i n c e ，t h ea u t h o rp l a n st ou s et h et u n e dm a s sd a m p e r ( t m d ) ，w h i c h i sam o r ea n dm o r em a t u r ev i b r a t i o nc o n t r o lt e c h n o l o g yf o rh i g h - r i s es t r u c t u r e ， t or e d u c ee q u i p m e n tv i b r a t i o ni no r d e rt oe n s u r es a f e t yo p e r a t i o na n dp r o l o n g s e r v i c el i f e s ot h i sp a p e rh a sf i n i s h e df o l l o w i n gt a s k s ： ( 1 ) i ti st h e o r e t i c a l l ys t u d i e dt h a th o w t h r e ep a r a m e t e r so ft m di n f l u e n c e c o n t r o le f f e c t i v e n e s so fs t e a d yd y n a m i cr e s p o n s eo fm a i ns t r u c t u r eu n d e r h a r m o n i ce x c i t a t i o n d y n a m i cm a g n i f i c a t i o nf a c t o r ( d m f ) h a sb e e nd e d u c e d u n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s d m fi sr e g a r d e da st h eo b je c t i v ef u n c t i o nt os e e k f o ro p t i m a lm a t c h i n gp a r a m e t e r so ft m du s i n gp r o g r a m m e dm a t l a bg e n e t i c a l g o r i t h m o p t i m a lm a t c h i n gp a r a m e t e r s a r ev e r i f i e d b yp r o g r a m m e d m a p l e s i mb l o c kd i a g r a m ( 2 ) b ye x p e r i m e n t ，t h ec h a n g i n gt e n d e n c i eso ft h en a t u r a lf r e q u e n c y , t h e d a m p i n g r a t i oa n dt h et o pm a x i m u m d i s p l a c e m e n th a v eb e e ns t u d i e da f t e rt h e s i m u l a t o ri s i m p l e m e n t e d w i t ht m du n d e rt h e e x i s t i n ge x p e r i m e n t a l i i i c o n d i t i o n i ti sv e r i f i e dt h a tw h e t h e rt m di s f e a s i b l ef o rw i n d - i n ( 1 u c e d v i b r a t i o nc o n t r o lo f h i g h - r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t ( 3 ) d i s c u s si nd e t a i lm a i nc h a r a c t e r i s t i c so ff l u c t u a t i n gw i n dl o a da n d d e d u c es t r i c t l yt h eb a s i ct h e o r y o nt h i s b a s i s ，f l u c t u a t i n gw i n dl o a d sa r e s i m u l a t e db ym a t l a b u s i n gh a r m o n i cs u p e r p o s i t i o nm e t h o df o rh i g h - r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t t h em a i ns t a t i s t i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fs i m u l a t i o n r e s u l t sa r ev e r i f i e d ( 4 ) t h eh i 曲一r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n ti sp r o p e r l ys i m l ：d i f i e d ，a n d s i m p l i f i e d m o d e li sr e s e a r c h e d b yn e w m a r km e t h o du n d e rs i m u l a t e d f l u c t u a t i n gw i n dl o a d s t h er e s u l t ss h o wt h a tw i n d i n d u c e dv i b r a t i o nc o n t r o l i sv e r yn e c e s s a r yf o rh i g h - r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t ( 5 ) t m dw i n d - i n d u c e dv i b r a t i o nc o n t r o li sn u m e r i c a l l ys i m u l a t e da n d o p t i m a lm a t c h i n gp a r a m e t e r sa r es o u g h tf o r w i n d i n d u c e dv i b r a t i o nc o n t r ol e f f e c th a sb e e nc a l c u l a t e du n d e ro p t i m a lm a t c h i n gp a r a m e t e r sf o rh i g h - r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t ( 6 ) c o n s i d e r i n gt h ea c t u a ll i m i t e ds p a c eo fi n s t a l l a t i o na n d ：r u n n i n go f t m d g e n e r a l l y , t h ea u t h o rg i v e st o pv i b r a t i o ne n e r g yr e d u c t i o nr a t e c o n t o u r a n dt m dm a x i m u mr e l a t i v ed i s p l a c e m e n tc o n t o u ru n d e rd i f f e r e n tm a s sr a t i o s t h e r e f o r e ，t h ep r o b l e mo fl i m i t e ds p a c ec a nb es o l v e db yc o o r d i n a t i n gt h e s e t w oc o n t o u r s i v a b s t r a c t 一一 k e yw o r d s ：h i g h - r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t ，w i n d i n d u c e dv i b r a t i o n c o n t r o l ，t u n e dm a s sd a m p e r , e x p e r i m e n t a lr e s e a r c h ，n u m e r i c a l s i m u l a t i o n v 目录 目录 第一章绪论1 1 1 课题来源及研究的目的和意义1 1 1 1 课题来源1 1 1 2 研究目的和意义1 1 2 风荷载研究概述3 1 2 1 以静风荷载研究为主的阶段3 1 2 2 重点转向风致振动研究的阶段4 1 2 3 进入湍流风对结构作用研究的阶段4 1 2 4 脉动风荷载数值仿真研究的阶段5 1 3t m d 的研究与应用概况6 1 3 1t m d 的研究概述6 1 3 2t m d 的应用概况8 1 4 本文的主要研究工作9 第二章单自由度t m d 振动控制的理论研究1 1 2 1 引言1l 2 2 无控时主结构的振动1 1 2 3 主结构的t m d 无阻尼振动控制1 2 2 4 主结构的t m d 有阻尼振动控制1 7 2 4 1 不考虑主结构阻尼的振动控制2 0 2 4 2d e nh a r t o g 解法的缺陷2 3 2 4 3 考虑主结构阻尼的振动控制2 4 2 5 遗传算法数值寻优2 6 2 6m a p l e s i m 数值仿真3 0 2 7 本章小结3 2 第三章单自由度t m d 振动控制的实验研究3 3 3 1 引言3 3 v i l 北京化工大学硕士学位论文 3 2 实验系统及装置3 3 3 3 自由振动法原理3 5 3 4 实验结果与分析3 6 3 4 1t m d 对模拟装置固有频率的影响3 7 3 4 2t m d 对模拟装置阻尼比的影响3 8 3 4 3t m d 对模拟装置顶端最大位移的影响3 8 3 4 4 实验结论3 9 3 5 本章小结4 0 第四章高耸石化设备风荷载的理论研究与数值模拟4 1 4 1 引言4 1 4 2 平均风4 1 4 2 1 平均风剖面4 1 4 2 2 平均风荷载4 3 4 3 脉动风4 4 4 3 1 脉动风速谱4 4 4 3 2 脉动风速的空间相关性4 5 4 4 高耸石化设备脉动风荷载的数值模拟4 5 4 4 1 脉动风荷载功率谱密度函数矩阵的理论推导4 5 4 4 2 脉动风荷载的数值模拟4 8 4 4 3 脉动风荷载的模拟样本5 0 4 4 4 脉动风荷载模拟样本的检验5 3 4 5 本章小结5 7 第五章高耸石化设备风振控制的分析研究一5 9 5 1 引言5 9 5 2 高耸石化设备的动力特性6 0 5 2 1 高耸中压闪蒸塔的质量矩阵6 0 5 2 2 高耸中压闪蒸塔的刚度矩阵6 l 5 2 3 高耸中压闪蒸塔的阻尼矩阵6 2 5 2 4 高耸中压闪蒸塔的模态分析6 3 5 3 高耸石化设备的风振时程响应6 6 5 3 1n e w m a r k 法( 平均加速度法) 6 7 v i i i 目录 5 3 2 风振时程响应7 0 5 4 高耸石化设备的风振控制研究7 3 5 4 1t m d 风振控制原理7 4 5 4 2t m d 风振控制计算过程7 4 5 4 3t m d 风振控制计算结果7 5 5 5 本章小结9 l 第六章结论与展望9 3 6 1 结论9 3 6 2 展望9 5 参考文献9 7 致谢1 0 1 研究成果及发表的学术论文1 0 3 作者和导师简介1 0 5 d ( 原书空白页 不缺内容 c o n t e n t s c o n t e n t s c h a p t e r 1i n t r o d u c t i o n 1 1 1s o u r c ea n ds i g n i f i c a n c eo f t h es u b j e c t 1 1 1 1s o u r c eo f t h es u b j e c t 一1 1 1 2p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c h 1 1 2o v e r v i e wo f w i n dl o a d 3 1 2 1r e s e a r c hs t a g eo f s t a t i cw i n dl o a d 3 1 2 2r e s e a r c hs t a g eo f w i n d - i n d u c e dv i b r a t i o n 4 1 2 3r e s e a r c hs t a g eo f t u r b u l e n tw i n dl o a d 4 1 2 4s i m u l a t i o ns t a g eo f f l u c t u a t i n gw i n dl o a d 5 1 3r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no f t m d 6 1 3 1o v e r v i e wo f t m dr e s e a r c h 6 1 3 2o v e r v i e wo f t m d a p p l i c a t i o n 8 1 4m a i nr e s e a r c hc o n t e n to f t h i sp a p e r 9 c h a p t e r 2s d o ft m dv i b r a t i o nc o n t r o lt h e o r y 11 2 1i n t r o d u c t i o n 。，。，。1 l 2 2m a i ns t r u c t u r ev i b r a t i o nw i t h o u tt m d 11 ：i ! 3t m dv i b r a t i o nc o n t r o lw k h o u td a m p i n g 1 2 2 4t m dv i b r a t i o nc o n t r o lw i t hd a m p i n g ，1 7 2 4 1v i b r a t i o nc o n t r o lc o n s i d e r i n gn o n - d a m p i n go f m a i ns t r u c t u r e 2 0 2 4 2d e n h a r t o gs o l u t i o nd e f e c t s 2 3 2 4 3v i b r a t i o nc o n t r o lc o n s i d e r i n gd a m p i n go f m a i ns t r u c t u r e 2 4 2 5g e n e t i ca l g o r i t h mo p t i m i z a t i o n 2 6 ：! 6m a p l e s i ms i m u l a t i o n 3 0 2 7s h o r tc o n c l u s i o n 3 2 c h a p t e r 3s d o ft m dv i b r a t i o nc o n t r o le x p e r i m e n t 3 3 3 1i n t r o d u c t i o n 3 3 x l 北京化工大学硕士学位论文 3 2e x p e r i m e n t a ls y s t e m sa n dd e v i c e s + 蔼。- 3 3 3 3f r e ev i b r a t i o nm e t h o d 毫乏：3 5 3 4e x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n da n a l y s i s 蠢，3 6 3 4 1t h ee f f e c to f t h et m do nn a t u r a l 丘e q u e n c yo f t h es i m u l a t o r 媾：3 7 3 4 2t h ee f f e c to f t h et m do nd a m p i n gr a t i oo f t h es i m u l a t o r j ：点3 8 3 4 3t h ee f f e c to f t h et m do nt o pm a x i m u md i s p l a c e m e n to f t h es i m u l a t o r 3 8 3 4 4e x p e r i m e n t a lc o n c l u s i o n s 矗：3 9 3 5s h o r tc o n c l u s i o n 。：；4 0 莲 c h a p t e r4t h e o r e t i c a lr e s e a r c ha n dn u m e r i c a ls i m u l a t i o no ff l u c t u a t i n g w i n dl o a do fh i g h r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t 一纛4 l 4 1i n t r o d u c t i o n 。：4 l 4 2a v e r a g ew i n d 一。：t t t g60 4 1 4 2 1a v e r a g ew i n dp r o f i l e 4 1 4 2 2a v e r a g ew i n dl o a d 泌：4 3 4 3f l u c t u a t i n gw i n d 二0 4 4 4 3 1f l u c t u a t i n gw i n ds p e e ds p e c t r u m “4 4 4 3 2t h es p a t i a lc o r r e l a t i o no ff l u c t u a t i n gw i n ds p e e d 4 5 4 4n 眦n e r i c a ls i m u l a t i o no f f l u c t u a t i n gw i n dl o a d “4 5 4 4 1p o w e rs p e c t r a ld e n s i t yf u n c t i o nm a t r i xo ff l u c t u a t i n gw i n dl o a d 4 5 4 4 2n u m e r i c a ls i m u l a t i o no f f l u c t u a t i n gw i n dl o a d - ，4 8 4 4 3s i m u l a t e ds a m p l e so f f l u c t u a t i n gw i n dl o a d - - ：5 0 4 4 4s a m p l ei n s p e c t i o no ff l u c t u a t i n gw i n dl o a d 一5 3 45s b o r tc o n c h l s i o n 5 7 c h a p t e r 5 a n a l y s i s o fw i n d i n d u c e dv i b r a t i o nc o n t r o l o fh i g h - r i s e p e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t 5 9 5 1i n t r o d u c t i o n 5 9 5 2d y ，n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so f h i g h - r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t 6 0 5 2 1m a s sm a t r i xo f h i g h - r i s ef l a s h i n gc o l u m n 6 0 5 2 2s t i f f n e s sm a t r i xo f h i g h - r i s ef l a s h i n gc o l u m n 6 1 5 2 3d a m p i n gm a t r i xo f h i g h r i s ef l a s h i n gc o l u m n 6 2 5 2 4m o d a la n a l y s i so f h i g h - r i s ef l a s h i n gc o l u m n 一- 6 3 x 1 t c o n t e n t s 5 3 q n d - i n d u c e dr e s p o n s eo f h i g h - r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t 6 6 5 3 1n e w m a r km e t h o df a v e r a g ea c c e l e r a t i o nm e t h o d ) 6 7 5 3 2 ，砌一i n d u c e dv i b r a t i o nt i m eh i s t o r yr e s p o n s e 7 0 5 4 气n d i n d u c e dv i b r a t i o nc o n t r o lo fh i g h - r i s ep e t r o c h e m i c a le q u i p m e n t 7 3 5 4 1p r i n c i p l eo f t m dw i n dc o n t r 0 1 7 4 5 4 2c a l c u l a t i o np r o c e s so f t m dw i n dc o n t r o l 7 4 5 4 3c a l c u l a t i o nr e s u l t so f t m dw i n dc o n t r o l 一7 5 5 5s h o r tc o n e l u s i o n 9 1 c h a p t e r 6c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 9 3 6 1c o n c l u s i o n 9 3 6 2p r o s p e c t 9 5 l ；t l ! f e r e n c e s 9 7 a c k n o w l e d g e m e n t s 1 0 1 i s s u e d p a p e r s 1 0 3 i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o ra n dt h et u t o r 1 0 5 符号说明 符号说明 主结构质量，蝇 主结构阻尼，n s m 。 主结构刚度，n m 。1 t m d 质量，埏 t m d 阻尼，n s m 1 t m d 刚度，n m 。 静变形，m 激振频率，s 】【 主结构固有频率，s 。1 t m d 固有频率，s 以 质量比 频率比 t m d 的阻尼比 主结构的阻尼比 外荷载频率比 动力放大系数 平均风速，m s d 脉动风速，m s d 地面粗糙度指数 梯度风高度，m 平均风压，p a 基本风压，p a 重现期调整系数 风压高度变化系数 风荷载体型系数 脉动风压系数 质量矩阵 阻尼矩阵 刚度矩阵 脉动风荷载列阵 m c k m c 后瓦国 q厂蠡f g矿 u口诼 从心以竹m c 量心 帮章绪皓 第一章绪论 11 课题来源及研究的目的和意义 1 1 课题来源 奉课题米源于实际工程项目，针埘湖南岳阳某石化企业的高耸中压闪蒸塔在脉动 风荷载作用下振动l 帆立过大的问题( 扭i 图1 1 所示) ，研究采用调谐质量阻尼器( t u n e d f l l a s sd a m p e r ，t m d ) 减振技术来对其进行风致振动响应控制，以保证高耸石化殴备 运打安全并延k 其使j ； j 寿命。本课题受到北京市教育委员会共建项斟专项资助、博士 点基金( 2 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 9 ) 资助与同家柬点基础研究发展计划( “9 7 3 ”计划) 项凹 ( 2 0 】2 c b 0 2 6 0 0 0 ) 资助。 图1 - 1 ， 耸，i ，压i n 燕塔 f i gi - 1 l i g h 。r i s em e d i u m p r e s s u r ef l a s h i n gc o l u m n 1 2 研究目的和意义 近魑年来t 随看中同经济的持续运转以及，| t 一质融的不断政善，人们对各种牛活 消州1 一儡的需求量越来越大相应f 内埘化丁产拈的需求l ! ! 土越来越多。因而，人型石 i h 化i 食q k 也如雨后春笋般勃勃兴起，| ：i = ii 褂到，很人程度f c j 发腱。 1 i 十发展石化项ii n 仃良好的孺利前最，再地方知肚+ i 政府纷纷j 一1 5 各种( 魁石化项目，例如r 万吨级 烁 f 1 、订万h 屯级乙烯等。 n 这此石 | | 化1 艄h 何许彩1 i 同种类刊1 j 逾的一岛镎彳l 化殴簖，例如分馏塔、 燕馏塔、化f 娴囱等。这些高耸朽化| 殳备的高径比较人，t 啦j 刚度较小、莱性较人。 北京化工大学硕士学位论文 就现实情况而言，这样的高耸石化设备高度与直径之比具有越来越大的趋势。因而， 在脉动风荷载作用下，石油化工企业极易发生高耸石化设备风致振动破坏的危险事 故。而且在所承受的多种荷载中，风荷载对高耸石化设备的作用更频繁1 2 l ，不仅高耸 石化设备结构应力的百分之八十到九十是风荷载导致的，高耸石化设备风致响应振动 控制的关键也是风荷载【3 】。 由于高耸石化设备的高径比值较大，所以高耸石化设备的抗弯刚度就比较小，在 大风作用下会引起较强的风振响应，危害到高耸石化设备自：身的安全运转，而且容易 引起高耸石化设备的疲劳损伤，进而直接导致高耸石化设备的风毁、现场工人的伤亡 以及日常生产活动的中止等。因此，设置高耸石化设备结构振动控制装置来主动减小 风致振动响应就显得尤为必要。 目前，在高耸石化设备风致振动控制方面经常采用的加固方法包括：增大设备横 截面积、焊接破风圈、增加框架支撑体系以及装备拉索等。但是，对于高耸石化设备 而言，每种风致振动控制方法都有不同程度的缺陷，具体分析如下： ( 1 ) 若采用增大高耸石化设备横截面积以提高高耸石化设备抗弯刚度的减振措 施，高耸石化设备的直径和壁厚的尺寸必然变大，如此就会抬高工程造价，很是不经 济，进而还有可能加剧高耸石化设备的风振响应【4 1 ，不利于高耸石化设备的风振控制； ( 2 ) 若给高耸石化设备加焊破风圈，焊接完成后高耸设备会产生应力集中，而 待应力释放以后，高耸石化设备表面又有向内凹的可能性【5 】，因而会对高耸石化设备 造成一定程度的损坏； ( 3 ) 若给高耸石化设备加装框架支撑体系，当高耸石化设备较高时，框架支撑 体系的刚度就会不足，并且框架结构的建造纵横交错，将会使得主体框架结构的含钢 量大大增加，提高了工程成本，不够经济合理【6 j ； ( 4 ) 若给高耸石化设备装配若干拉索，在较强的脉动风荷载激励下，将导致拉 索的强烈振动，进而导致拉索的疲劳破坏与连接部位的损坏i j ”，最后丧失对高耸石化 设备的支撑作用，危害到高耸石化设备的安全生产。 相比之下，调谐质量阻尼器减振控制装置因其结构比较紧凑、安装使用方便、维 护费用较低、控制效果稳定、减振效率较高而广泛应用于各种结构的振动控制，尤其 适用于高耸结构的风振响应控制 8 - 9 1 。 但就国内使用情况而言，调谐质量阻尼器的应用领域主要集中在标志塔u 0 j 、广 播电视塔 1 2 - 1 3 】、高楼大厦 1 4 - 1 5 】、桥梁 1 6 - 1 7 】、输电塔1 1 8 - 1 9 】以及海洋平台1 2 0 2 1j 等结构上， 在高耸石化设备上的应用非常少见。因而，如何将t m d 阻尼减振技术有效的移植到 石化领域里高耸石化设备的风振响应控制上就值得深入研究。 2 赫章绪论 12 风荷载研究概述 在太阳光对地球大气层的不间断宜射加热作崩下，会使得大气层不同区域的受热 程度非常不均，进而导致大气层不同区域间产生较大的空气压力差，当大气层内的空 气由压力较高的区域向压力较低的区域扩散时，风荷载就随即产生了【z 2 - 2 3 ，如图1 2 所示。 圈i - 2 风 f i g i - 2w i n d 对于高耸结构而苦，风荷载是一种十分关键豹设汁荷载1 2 4 - 2 5 1 ，它比地震等其他荷 载作川更加频繁，因而所导致的结构破坏程度也愈加严重。由于风致振动效应在高耸 结构所产生的总荷绒效应中占有比例非常商1 2 毗7 1 ( 有时甚至占据主导地位，起决定性 作州) ，所以高耸结构风致振动响应控制的丰要研究内容之一就是对风荷载主要统计 特征的研究与探索以及高耸结构所受脉动风荷载的数值模拟与仿真。 人们对风荷载的认识与研究主要分为四个阶段：以静风荷载研究为主