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1、由于人口密集、土地有限,現(xiàn)代城市中相鄰建筑結(jié)構(gòu)之間的間距可能過(guò)小,一些高層建筑也可能因使用功能要求設(shè)計(jì)成多個(gè)子結(jié)構(gòu)組成的主從結(jié)構(gòu)。在大地震作用下,相鄰建筑結(jié)構(gòu)間發(fā)生碰撞的可能性很大。采用耗能減震裝置來(lái)連接相鄰結(jié)構(gòu),利用結(jié)構(gòu)間的相互作用耗能,這樣既能吸收一部分地震能量,又可以避免結(jié)構(gòu)間的碰撞,因此,開(kāi)展相鄰結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究具有重要的意義。本文綜合應(yīng)用理論分析、數(shù)值模擬驗(yàn)證等手段在如下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究,取得了一些有價(jià)值的成果:
2、 (1)基于雙體單自由度體系間Kelvin 型和Maxwell 型阻尼器優(yōu)化參數(shù)的理論表達(dá)式,通過(guò)理論推導(dǎo)得出相鄰多自由度結(jié)構(gòu)間Kelvin 型和Maxwell 型阻尼器優(yōu)化參數(shù)與相鄰結(jié)構(gòu)的第一階自振圓頻率以及總質(zhì)量有關(guān)的推論。以一個(gè)過(guò)濾白噪聲激勵(lì)下的不同高度相鄰多自由度結(jié)構(gòu)模型為例,通過(guò)大量的數(shù)值分析得出了結(jié)構(gòu)間Kelvin 型和Maxwell 型阻尼器優(yōu)化參數(shù)取值,并將參數(shù)化研究結(jié)果與基于理論表達(dá)式求得的結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)二者吻合
3、良好。
(2)將相鄰結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制體系運(yùn)用于帶裙房雙塔樓結(jié)構(gòu)中。對(duì)過(guò)濾白噪聲激勵(lì)下大底盤(pán)雙塔樓結(jié)構(gòu)間阻尼器優(yōu)化參數(shù)的參數(shù)化結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明可取兩塔樓結(jié)構(gòu)的第一階自振圓頻率和塔樓總重計(jì)算得到阻尼器優(yōu)化參數(shù)。對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)控制體系與共享調(diào)諧質(zhì)量阻尼器控制體系進(jìn)行了比較,結(jié)果表明前者比后者更實(shí)用。以某一實(shí)際雙塔樓結(jié)構(gòu)為例,通過(guò)比較確定性地震波作用下阻尼器優(yōu)化參數(shù)與理論結(jié)果的差別,證明了雙體單自由度體系間Kelvin
4、型和Maxwell 型阻尼器優(yōu)化參數(shù)表達(dá)式的實(shí)用性。
(3)對(duì)考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)和阻尼器參數(shù)變異性的相鄰結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制體系進(jìn)行了分析。結(jié)合某利用阻尼器連接的相鄰隨機(jī)結(jié)構(gòu),分析了其在確定性地震波激勵(lì)以及隨機(jī)演變地震激勵(lì)下的響應(yīng),結(jié)果證明相鄰結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制體系具有魯棒性,能夠有效削弱地震作用下結(jié)構(gòu)的隨機(jī)響應(yīng)。
(4)采用改進(jìn)遺傳算法程序包對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)間阻尼器位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)?;谙噜彾嘧杂啥冉Y(jié)構(gòu)的第一階自振圓頻率和總質(zhì)量,
5、求得了Kelvin 型和Maxwell 型阻尼器優(yōu)化參數(shù)。對(duì)采用二進(jìn)制編碼的遺傳算法交叉算子和變異算子進(jìn)行改進(jìn),解決了確定性數(shù)目的阻尼器在相鄰結(jié)構(gòu)間位置優(yōu)化問(wèn)題。將位置優(yōu)化設(shè)計(jì)后的相鄰多自由度結(jié)構(gòu)響應(yīng)與等效的雙體單自由度體系響應(yīng)進(jìn)行了比較,研究結(jié)果表明,對(duì)于高度相同或者不同的相鄰結(jié)構(gòu),基于等效雙體單自由度體系求相鄰多自由度結(jié)構(gòu)間Kelvin 型和Maxwell 型阻尼器的優(yōu)化參數(shù)是可行的。
(5)對(duì)近斷層地震激勵(lì)下相鄰結(jié)構(gòu)
6、間連接的粘滯流體阻尼器性能進(jìn)行了研究。采用Bouc-Wen模型模擬結(jié)構(gòu)的滯回特性,并采用常規(guī)地震波(底波)與模擬近斷層特性的等效速度脈沖進(jìn)行疊加生成若干條近斷層地震波。通過(guò)大量的參數(shù)化研究得到了合適的粘滯流體阻尼器阻尼系數(shù)?;谧枘崞鞯臏厍€、最大沖程以及最大輸出力,對(duì)阻尼器的特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。數(shù)值分析結(jié)果表明,安裝阻尼器后的相鄰結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)大大減小;在加速度峰值相同的不同近斷層地震波激勵(lì)下,粘滯流體阻尼器的優(yōu)化阻尼系數(shù)相差不大;以目前
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