非线性流滞阻尼器耗能结构随机风振响应和等效风荷载取值.pdf

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1、第32卷第8期河南科学V01．32No．82014年8月HENANSCIENCEAug．2014文章编号：1004-3918(2014)08-1499-07DOI：10．13537~．issn．1004-3918．2014．08．029非线性流滞阻尼器耗能结构随机风振响应和等效风荷载取值王俊波，牛双建，李创第(1．河南理工大学土木工程学院，河南焦作454000；2．广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州545006)摘要：针对非线性流滞阻尼器耗能结构在Davenport谱风振激励下的随机响应及等效风荷载取值进行了系统研究．首先建立了结构的非线性运动方程

2、；经过等效线性化后，采用复模态理论解耦，进而用随机振动方法获得结构风振响应解析式和等效风荷载取值的计算公式，从而建立了结构非线性随机风振响应的分析方法．关键词：非线性流滞阻尼器；随机风振响应；等效线性化法；复模态法；风荷载取值中图分类号：Tu311_3文献标识码：AComplexMethodsforRandomWind__inducedResponseandEquivalentWindActionofStructureswithNonlinearFluidViscousDampersWangJunbo，NiuShuan~ian，LiChuangdi(1

3、．SchoolofCivilEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，HenanHenan2．InstituteofCivilEngineeringandArchitecture，GuangxiUniversityofScienceandTechnology，Liuzhou545006，GuangxiChina)Abstract：Inthispaper，therandomresponseandequivalentwindactionofstructureswithnonlinearflui

4、dviscousdamperssubjectedtoDavenportrandomwind—inducedmodelexcitationwerestudiedsystematically．Thenonlineardynamicequationsofstructureswereestablished．Thecomplexmodelmethodwasusedtodisconnecttheequationsaftertheequivalentlinearization．Theanaliticsolutionofresponserandomwind—induc

5、edresponsewasobtained．Keywords：nonlinearfluidviscousdampers；randomwind——inducedresponse；equivalentlinearization；complexmode；equivalentwindaction随着风振引起的建筑结构不能满足结构刚度和舒适度的抗风设计要求的问题目益突出，越来越多的研究者致力于用结构振动控制的方法来解决上述问题．而被动动力减振器是一类既简单又对高层建筑脉动风振反应有较好控制效果的减振装置，在国内外都己获得了广泛的研究和一定的应用n。．流滞阻尼器(

6、FluidViscousDamper—FVD)作为一种重要的被动耗能装备，由于其不提供附加的刚度，不会因安装阻尼器而减少结构的自振周期，从而增加地震作用]，因此在结构减震与加固中得到了广泛应用．关于非线性FVD耗能单自由度结构的随机响应分析，目前采用方法主要有数值积分法，进行确定性响应分析]；或采用随机平均法进行研究-s]．本文在建立了结构的非线性运动方程后，依据非线性随机振动收稿日期：2o14-03-03基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(51304068)；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK120

7、7)；河南理工大学深部矿井建设重点学科开放实验室开放基金重点资助项目(2012KF一03)作者简介：王俊波(1985一)，男，河南开封人，助教，硕士，从事结构风振控制研究通信作者：牛双建(1983一)，男，河南开封人，讲师，博士，主要从事非连续岩体力学与巷道围岩加固方面的教学与研究．——1500——河南科学第32卷第8期理论对运动方程进行等效线性化；最后用复模态法解耦，获得了等效线性方程的解析解，将复杂的非线性随机响应问题化为简便的线性代数方程问题，简化了分析，提高了计算效率，获得了摘要所述结果．1运动方程设单自由度结构的质量、刚度和阻尼分别为m、k和

8、C，k为支撑刚度，为非线性FVD的阻尼器常数和阻尼指数分别为c和图1FVD结构OL，当a=l时