大跨度空间结构的建造技术水平是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志[1]。大跨度空间结构具有造型优美、施工速度快、使用面积大、经济效益好等特点,在实际工程中应用的越来越多,然而大跨度空间结构也存在阻尼小、重量轻、柔度大等不足,是一种典型的风敏感结构,在使用过程中易受外界风荷载的影响,极易造成结构产生大幅度的抖动,甚至引起结构破坏,给人们带来心理恐慌[2]。为了使大跨度空间结构能够保持足够的稳定性和安全性,需要对结构的振动进行控制[3]。调谐质量阻尼器(TMD)是被动减振技术之一,具有构造简单、安装容易、造价低廉等优势,在结构减振领域发挥着至关重要的作用[4]。目前,TMD在楼板、人行桥和高耸结构等工程研究较多,但在大跨度空间结构减振研究尚缺乏。同时,为了使TMD在减振控制时,能够高效、稳定、可靠的进行工作,也是实际工程应用中亟待解决的问题[5]。本文结合蚌埠体育中心体育场项目,研究了该体育场大悬挑钢结构屋盖周围的风场环境,探讨了多重调谐质量阻尼器(MTMD)在体育场大悬挑钢结构屋盖中的减振效果,研究工作主要包括以下部分:(1)详细介绍了蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖现场动力响应的测试结果,对大、小罩棚钢结构屋盖在设置和未设置调谐质量阻尼器状态下的风振响应做了深入研究,引入减振系数对MTMD的减振效果做细致分析,通过实测验证了其减振效果。(2)描述了蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖的风洞试验结果,分析了风洞实验下屋盖结构表面的风压系数分布,了解结构在不同角度风荷载作用下的不利位置情况;建立体育场有限元分析模型,利用Fluent软件对体育场周围风场情况进行了仿真模拟,给出了数值模拟方法、湍流模型、湍流近壁面边界层的处理方法等;将有限元计算结果与风洞试验结果进行对比分析,验证数值计算模型的正确性,并从流场分布上直观地对大悬挑钢结构屋盖周围风场情况进行分析。(3)利用MATLAB软件编写了大气边界层风梯度程序,用AR法模拟了屋盖周围风速、风压时程曲线,计算出不同高度处的风速时程曲线,为后续结构振动分析奠定基础。(4)采用有限元软件ANSYS建立了蚌埠体育中心体育场大悬挑钢结构屋盖模型,分析其动力特性;将模拟计算出的风速、风压时程曲线施加在屋盖上对其进行风振响应分析,分别对大、小罩棚钢结构屋盖进行结构在不同角度风荷载作用下的位移响应、速度响应和加速度响应分析。(5)阐述了MTMD的工作原理和模拟方法,研究了不同角度风荷载作用下大、小罩棚钢结构屋盖在设置MTMD后的动力响应,对比分析未设置和设置MTMD结构的动力响应,计算出MTMD减振率,有效验证其减振效果。