电梯悬挂系统在建筑摇晃引起位移激励下横向振动分析
2013-02-13王文,钱江
振动与冲击 2013年7期
王 文,钱 江
(同济大学 结构工程与防灾研究所,上海 200092)
随着城市建筑高度的不断增加,电梯已成为不可或缺的垂直交通运输工具,对电梯运行速度要求越来越快。高层建筑在风荷载与地震作用等水平荷载作用下,会产生或大或小的摇晃,从而引起电梯悬挂系统振动,严重影响电梯乘坐的舒适与安全。电梯悬挂系统振动包括沿轴线方向的纵向振动与垂直轴线方向的横向振动。研究表明高速运行电梯受到外界横向激励时,绳索的横向振动远大于纵向振动,是影响乘坐舒适性和运行安全性的主要因素[1]。国内外对电梯悬挂系统的横向振动已有大量研究。Terumichi等[2]研究在恒定速度下变长度提升系统的非稳态振动现象;Zhu等[3-8]研究运行电梯悬挂系统的横向自由振动及振动主动控制、试验模拟、外部激励下受迫响应;杜小强等[9]引入非线性时变元模型,对曳引绳—轿厢系统非线性水平振动进行研究;Kimura等[10]应用波动法,得到不变张力、恒定速度运行电梯绳索受迫振动的理论解。
本文主要研究高速运行电梯悬挂系统在建筑物摇晃引起的外部位移激励作用下横向振动响应。将高层建筑简化为悬臂梁,设建筑物按基本振型振动。应用Hamilton原理,建立电梯悬挂系统在受两点位移激励时的横向振动偏微分方程,应用Galerkin方法将其离散化为常微分方程组进行求解,得到电梯悬挂系统在不同激励频率下的位移响应,并研究轿厢弹簧刚度、集中阻尼及绳索分布阻尼变化对振动的影响。……
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