大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多維隔減震裝置試驗(yàn)與優(yōu)化分析.pdf

1、地震運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)雜的多維運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)在單維與多維地震作用下的反應(yīng)是不同的，特別是對(duì)復(fù)雜或重大的工程結(jié)構(gòu)，只考慮單分量的地震作用是不夠的，因此工程結(jié)構(gòu)的多維抗震是一個(gè)非常重要的研究課題。到目前為止，有關(guān)多維地震激勵(lì)下結(jié)構(gòu)的隔減震研究尚處于初級(jí)階段，而針對(duì)多維地震激勵(lì)所開發(fā)的多維隔減震裝置則是更加少見。因此，研究與開發(fā)適用于結(jié)構(gòu)的多維隔減震裝置是非常重要的。同時(shí)，大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中設(shè)置多維隔減震裝置的關(guān)鍵，在于合理地確定裝置的安放位置和力學(xué)參數(shù)。

2、如果裝置的位置和參數(shù)合理，則較少的裝置就能達(dá)到理想的減震效果；反之，則必然需要較多的裝置來滿足隔減震要求。因此很有必要對(duì)隔減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析。 本文以研究多維隔減震裝置的性能試驗(yàn)、力學(xué)模型、以及對(duì)使用隔減震裝置的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析為主要目的。對(duì)多維隔減震裝置的性能參數(shù)、豎向力學(xué)模型的建立、裝置的參數(shù)優(yōu)化分析等幾個(gè)方面進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1．對(duì)大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多維隔減震裝置進(jìn)

3、行了豎向性能試驗(yàn)研究，試驗(yàn)分析表明：加載頻率、位移幅值均對(duì)多維隔減震裝置的等效受拉剛度和等效受拉阻尼有著顯著影響；多維隔減震裝置的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)剪切儲(chǔ)能模量G1、剪切損耗模量G2和損耗因子η均隨著頻率的增大而增大，隨著位移幅值的增大而減?。幻咳哪蹺d隨著位移幅值的增大而增大；在只拉不壓的工況下，阻尼比隨著頻率的增大是基本增大的，但是隨著位移幅值的變化其規(guī)律不明顯；在壓1mm的工況下，阻尼比隨頻率的增大而增大，但是當(dāng)頻率較大時(shí)，阻尼比的增

4、幅開始減緩；阻尼比隨著位移幅值的變化是一個(gè)先增后減的變化趨勢(shì)；通過疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)多維隔減震裝置在低頻率下具有較好的疲勞性能，在高頻率下的疲勞性能有待進(jìn)一步的研究。 2．對(duì)目前常用的粘彈性材料的力學(xué)模型進(jìn)行了闡述和評(píng)價(jià)，在一定頻率及位移幅值范圍內(nèi)，修正了等效標(biāo)準(zhǔn)固體模型，得到了能夠描述位移幅值變化的修正等效標(biāo)準(zhǔn)固體模型。理論及試驗(yàn)研究表明，該模型能很好的反映剪切儲(chǔ)能模量，但對(duì)于損耗因子的分析尚有較大的改善空間。 3．利用有

5、限元軟件ANSYS對(duì)多維隔減震裝置進(jìn)行了仿真分析，將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明有限元模型參數(shù)的選取是合理的。 4．研究了使用多維隔減震裝置的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的隔減震情況。運(yùn)用遺傳算法對(duì)隔減震裝置的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，建立了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)隔減震體系在地震反應(yīng)中的簡(jiǎn)化計(jì)算模型，并用MATLAB軟件編制了基于遺傳算法的優(yōu)化程序，對(duì)參數(shù)優(yōu)化模型進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：通過遺傳算法的優(yōu)化分析，能夠得到隔減震裝置的最優(yōu)參數(shù)，使得受控網(wǎng)格