带支撑五参数粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析.pdf

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1、第39卷第2期四川建筑科学研究2013年4月SichuanBuildingScience2l5带支撑五参数粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析李创第，熊超，邱贤波(广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006)摘要：对带支撑粘弹性阻尼器单自由度耗能结构的随机地震响应进行了研究。首先建立了结构运动方程，然后应用频域法获得结构位移响应方差的解析解，并给出算例，分析表明了阻尼器的减震效果及支撑对减震效果的影响。关键词：粘弹性阻尼器；支撑；频域法；随机响应中图分类号：TU311．3文献标志码：A文章编号：1008—1933(2013)02—215—03Rando

2、mseismicresponseanalysisofdissipationstructurewithsupportingofviscouselasticdamperLIChuangdi，XIONGChao，QIUXianbo(GuangxiUniversityofTechnology，Liuzhou545006，China)Abstract：TherandomseismicresponseofaSDOFconsumptionstructurewithsupposingforviscouselasticdamperwerestudied．Firstly．the

3、structureequationofmotionisestablished．Thenthestructuraldisplacementresponsevarianceanalyticsolutionsisgainedwithapplyingthe~equencydomainmethodsolvesthe．Andanumericalexampleispresented．Theconspicuousdampingeffectandsuppo~shockeffectofthedamperisanalyzed．Keywords：viscouselasticdamp

4、er；suppo~；~equencydomainmethod；randomresponse值计算的基础上，我国抗震规范通过限制最小支撑0引言刚度，来保证支撑与阻尼器串联的复合阻尼元件发粘弹性阻尼器是一种用于减小多、高层建筑的挥或接近纯阻尼元件的效果J。为提高精度，有必风振和地震反应的阻尼减震器。当结构中加上粘弹要考虑有限支撑刚度的影响。性阻尼器后，结构的刚度和阻尼都会显著地增加，粘频域法直接对微分方程求解，具有物理概念强、弹性阻尼器正是通过改变结构的动力特性以达到减系统动态特性曲线直观的优点，是控制理论中重要震目的的⋯。近年来，粘弹性阻尼器等被动控制技的基本

5、方法。术被广泛应用。1结构运动方程对于不考虑支撑影响的粘弹性阻尼器耗能结构，国内欧进萍教授已建立了强行解耦法近似计算设结构的质量、刚度和阻尼为m、k、C；带支撑粘各振型的等效阻尼比J，国外Soong教授团队已建弹性阻尼器的各参数为k、k。、k、C、C：，其阻尼力为立了模态应变能法近似计算等效阻尼比，研究表P(t)；结构相对于地面的位移、阻尼器和支撑相对明，这两种方法本质是一致的。于地面的位移分别为、、。在地震作用下，描述粘弹性阻尼器的力学模型主要有Maxwell原结构简图及计算简图见图1、图2，运动方程为：模型、Kelvin模型、标准线性固体模型、分数导数模

6、m爱+c++P=一(1)型等。以Maxwell模型基础可扩展为五参数的粘弹=1+2(2)性阻尼器模型。对于支撑的影响，在试验和大量数P(￡)=koxl+P1(t)+P2(￡)=kbx2(3)Pl(t)+A1P1(t)=C11(4)收稿日期：2011-1O-19作者简介：李创第(1964一)，男，教授，博士，主要从事结构抗震研P2(t)+A2P2(t)：c2l(5)究。基金项目：广西高校百名中青年学科带头人计划项目式中A=Ck(RC20060814017)；广西自然科学基金(0481001)；广西科学基金项，A：=，分别为Pz(f)和P：(f)的松，目(057

7、5021)；广西教育厅科研项目(0508052)E—mail：xchao880324@163．com弛时间。216四川建筑科学研究第39卷将式(10)代入式(1)得：rn~+cx+kx++㈩+×P2(t)=一(11)将上式进行化简，得：x+20(0x+21+lPl(t)+2P2(t)=一互g(12)图1结构模型简图式中、∞。分别为单自由度结构的阻尼比和自振Fig．1Digramofthestructure频率；kokbkkb+矗o+矗。b22i+m(—k—o+kb)厂；k卢2—m(—k一b+ko)。2频域法分析随机地震响应设地震输入为谐和激励：一=e(13)

8、则结构的反应和阻尼器所产生的力可分别表示图2结构计算