设置支撑的广义Maxwell 阻尼耗能结构系统均匀与非均匀随机地震响应分析

地震动最精确的模型为强度非平稳和频率非平稳, 为此对设置支撑的广义Maxwell 阻尼耗能结构均匀与非均匀非平稳地震响应进行了研究。首先, 通过扩阶方法建立了设置支撑的广义Maxwell 阻尼器的结构动力方程, 构造设置支撑的广义Maxwell 阻尼减震系统; 然后利用虚拟激励法分析结构的非平稳随机地震激励, 最后利用精细积分法的改进格式解出广义Maxwell 结构的非均匀非平稳地震响应方差。通过算例分析了均匀非平稳地震激励下广义Maxwell 结构的地震响应方差对比精确解, 验证了本文方法的准确性, 并进一步将该方法研究应用于非均匀非平稳地震激励下, 耗能结构系统的地震响应分析。分析表明该方法对于此类问题的计算具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点, 为粘弹性阻尼耗能减震结构在非均匀非平稳地震激励下的响应分析提供了方法。     

六参数粘弹性阻尼耗能减震系统非平稳地震响应分析的精细积分法

针对六参数粘弹性耗能减震系统,结合虚拟激励法,给出了非平稳地震响应分析的精细分析法.对于设置的支撑六参数粘弹性阻尼耗能系统的运动方程,首先,采用高效的虚拟激励法,将非平稳随机地震激励化为确定性荷载;然后,利用扩阶法,得到系统的状态方程;最后,给出了响应的精细积分解析解.并通过算例验证本文方法的精确性与实用性,为该方法推广应用于复杂大型结构的耗能减震工程提供新途径.     

实用粘弹性阻尼器耗能结构非平稳地震响应的快速求解

本文为提高实用粘弹性阻尼器耗能减震结构基于非平稳地震激励的响应分析效率,对实用粘弹性阻尼器单自由度耗能系统随机地震响应的数值分析方法进行了系统研究.首先,采用设置支撑的六参数实用粘弹性阻尼器进行建模;然后,利用传递函数法直接得到耗能减震结构系统瞬态响应精确解;最后,基于虚拟激励法获得了快速求解调制非平稳激励下耗能减震结构的时域瞬态响应.通过均匀非平稳和非均匀非平稳算例分析表明:该方法对于此类问题的计算具有效率高、工程应用强的特点,为设置粘弹性耗能减震结构在非平稳地震激励下的快速求解提供了参考.     

广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀响应精细积分精确格式

为建立粘弹性阻尼耗能结构系统响应的精确分析方法, 基于虚拟激励法, 提出了广义Maxwell 阻 尼耗能系统 (结构、阻尼器) 均匀与非均匀响应的精细积分精确格式。首先, 构建设置支撑的广义Maxwell 阻尼耗能结构模型, 通过扩阶方法建立结构动力方程; 然后基于高效的虚拟激励法, 提出了非均匀精细积 分一般精确格式; 最终建立了8 种具体经典调幅精细积分精确格式。该方法应用范围广、使用方便、具有代表性的特点, 为粘弹性耗能系统均匀与非均匀响应分析提供了方法。     

六参数实用粘弹性阻尼器单自由度减震系统非平稳响应分析

对设置支撑的六参数实用阻尼器单自由度减震系统非平稳随机地震响应问题进行了系统的研究.首先,建立设置支撑粘弹性阻尼器的等效本构关系,用积分微分方程对结构实现时域非扩阶精确建模;然后,采用传递函数法,直接在耗能结构原始空间上获得减震系统在非零初始条件和任意激励下结构位移、速度和阻尼器受力的时域瞬态响应非扩阶模态叠加精确解;采用两种均匀调制白噪声和均匀调制滤过白噪声非平稳地震激励模型,获得减震系统的结构位移、速度和阻尼器受力的非平稳响应解析式.所获得的结构系统时域瞬态响应解析解和非平稳地震响应解析式,可为建立结构系统各构件抗震动力可靠度和基于模态叠加的反应谱抗震设计法提供分析路径.     

基于Ｃ－Ｐ谱分析设置支撑的广义Ｍａｘｗｅｌｌ阻尼器系统完全非平稳地震响应

对设置支撑的广义Ｍａｘｗｅｌｌ阻尼单自由度减震系统完全非平稳随机地震响应问题进行了系统的研究。首先,建立设置支撑广义Ｍａｘｗｅｌｌ阻尼器的等效本构关系,用积分微分方程实现结构时域非扩阶建模;然后,采用传递函数法,直接在耗能结构原始空间上获得减震系统在任意激励和非零初始条件下结构位移、速度和阻尼器受力、受力速率的时域瞬态响应解析解;最后,基于地震动的强度非平稳和频率非平稳,采用Ｃｏｎｔｅ和Ｐｅｎｇ所提出的完全非平稳地震动功率谱模型,获得减震系统的结构位移、速度和阻尼器受力、受力速率的完全非平稳响应解析式。所获得的结构系统时域瞬态响应解析解和完全非平稳地震响应解析式,可为建立结构系统各构件抗震动力可靠度和基于模态叠加的反应谱抗震设计法提供分析路径。     

单自由度带支撑Maxwell阻尼减震系统随机响应标准振子分解法

为建立耗能结构保护系统的抗震设计方法,针对单自由度带支撑Maxwell阻尼器减震系统随机地震响应问题进行系统研究.首先,考虑阻尼器设置支撑的影响,建立了时域非扩阶微分积分混合动力方程;然后,采用传递函数法,获得了减震系统在任意激励条件下位移、速度和阻尼器受力的时域非扩阶瞬态响应精确解;运用标准振子分解,将结构响应的方差解析式精确分解为一阶和二阶标准振子响应方差的线性组合;最后,用限带白噪声激励的线性组合逼近任意指定形状的谱和更接近于实际激励,且物理含义明确,并用数值积分法与本文方法作对比,验证了本文的正确性,从而获得了结构基于限带白噪声平稳随机激励响应特性分析的一整套解析分析法.     

设置粘滞阻尼器结构的耗能减震分析

为分析两自由度带支撑粘滞阻尼耗能减震结构的地震响应,建立了结构一般运动方程;在基于现实工程中阻尼器的松弛时间极其微小的情况下,将阻尼器所承担的力近似等效,利用复模态解耦法,将带Maxwell粘滞阻尼器耗能结构展开成两自由度对称质量的非经典阻尼运动方程进行解耦;通过与一些典型问题的模态应变能法及扩阶复模态法所得结果进行比较,以算例验证了该方法的有效性.验证结果表明:通过与传统的求解方法相比,该方法可用于两自由度带支撑粘滞阻尼耗能减震结构的地震响应方差的计算,且具有较高的求解精度,有较大的优越性,建立的阻尼结构分析方法计算也更为简便.     

五参数Maxwell阻尼器耗能结构在有界噪声激励下随机响应解析解

对设置五参数Maxwell阻尼器的单自由度耗能结构在有界噪声激励下的随机响应问题进行研究.首先,采用五参数Maxwell阻尼器的积分型模型,建立了耗能结构时域非扩阶微分积分动力方程;然后,利用传递函数法,直接在耗能结构非扩阶空间上获得耗能结构在任意激励下位移、速度和阻尼器受力的时域瞬态响应的解析解;最后,基于此精确解,获得耗能结构在有界噪声激励下位移、速度和阻尼器受力的随机响应方差解析解,并给出了算例,从而建立了此种耗能结构在有界噪声激励下随机响应解析分析的一整套方法.     

超大跨度斜拉桥纵向减震耗能塔、梁连接装置研究

在苏通大桥的塔、梁连接处分剐设置弹性连接装置和阻尼器.并选择恰当的弹性连接装置的弹性刚度以及阻尼器参数,利用Maxwell阻尼模型模拟黏滞阻尼器的滞回耗能特性,通过结构非线性地震分析的方法,对比了弹性连接装置与黏滞阻尼器的减震效果,分析表明弹性连接装置和阻尼器均能有效地减小梁端的地震位移,但阻尼器的效果更为理想.     

双非平稳地震激励下巨子型有控结构振动控制研究

利用特定震级、震源距下的强度-频率双非平稳地震加速度激励谱,结合虚拟激励法对巨子型有控结构(MSCSS)进行随机振动分析,并与工程中常用的强度调制非平稳地震激励下的工况进行比较,结果表明双非平稳激励研究更接近实际地震情况,此时结构的位移、加速度响应要更大,结构更易破坏。同时研究也证明了MSCSS较传统的巨型框架结构有更好的减震控制能力。讨论了MSCSS的结构构造参数,如巨子结构质量比、巨子结构相对刚度比、调频子结构的楼层数对整体结构减震效果的影响,在MSCSS进一步的设计研究中,可以根据计算结果合理分配这些参数,以使结构的控制效果达到最佳。     

基于Kanai-Tajimi谱的单自由度广义Maxwell耗能结构响应及谱矩解法

针对单自由度广义Maxwell耗能结构基于Kanai-Tajimi谱随机地震激励下响应分析较复杂的问题,提出一种简明解法.利用Kanai-Tajimi谱基于白噪声的滤波微分方程,与广义Maxwell耗能结构的运动方程组成非经典阻尼结构的耗能系统,运用复模态方法获得结构相对位移、相对速度、阻尼器阻尼力和阻尼力变化率基于白噪声激励的协方差统一解析表达式,再利用白噪声激励下谱矩与协方差的简明关系,获得单自由度线性结构响应的谱矩解析表达式.通过与已有方法比较的算例分析证明,提出的方法是一种简明高效的计算方法.     

单自由度广义Maxwell阻尼结构基于欧进萍谱随机响应的简明封闭解法

通过对欧进萍谱激励下的广义Maxwell阻尼耗能结构随机地震动响应进行研究,提出了一种简明的结构随机地震响应封闭解法.首先,运用欧进萍谱滤波方程和阻尼器微分型本构关系与结构运动方程联合组成非经典阻尼系统,将地面运动由欧进萍谱激励转化为基于白噪声激励来表示;然后,利用复模态法,获得由白噪声激励表示的结构位移、速度和阻尼器受力响应的杜哈梅积分表达式;最后,基于随机振动理论,获得由振动复特征值线性表示的耗能结构功率谱及系统响应的0—2阶谱矩简明封闭解,并给出算例,验证了本文方法的准确性和高效性.     

摩擦耗能支撑减震结构参数研究

文章系统地研究了摩擦耗能支撑(FDB)参数对多层摩擦耗能支撑结构(FDBF)减震效果的影响.以结构顶层位移、层间位移和基底剪力为减震效果评价指标,通过对大量多层FDBF模型进行地震激励下的动力时程分析,全面考察了FDB 4个重要参数--布置方式、滑移力、支撑刚度、起滑位移--对结构减震效果的影响和规律.对原结构选取减震方案,并绘出结构中各层FDB的滞回曲线,从而直观反映了FDB的耗能性能.最后,对已有的FDB参数范围进行修正和完善,建议了选取FDB参数的总原则.     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的Bouc-Wen模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与Markov假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

新型阻尼填充墙的构造原理与减震性能研究

阐明新型阻尼填充墙的构造和原理;对阻尼填充墙的基本构成单元、单层单跨的框架阻尼填充墙、框架阻尼填充墙整体结构的减震性能进行综合分析,研究结果表明,阻尼填充墙通过框架柱带动砌体单元往复剪切阻尼层滞回耗能,其耗能性能稳定,耗能效果好;阻尼填充墙能为结构提供一定的抗侧力和抗侧刚度,但其对结构的刚度效应和约束效应较普通填充墙大为削弱,避免造成柱受剪破坏、结构延性及侧向变形能力变差等不利影响;在结构中设置阻尼填充墙,结构周期折减的幅度远小于设置普通填充墙的情况,而且阻尼填充墙耗散输入结构的部分地震能量,减小结构构件的非线性耗能,减轻结构在地震中的破坏,具有良好的减震效果,且墙体自身不破坏.     

卷积型非粘滞阻尼结构随机地震动系列响应求解的虚拟激励法

针对卷积型非粘滞阻尼结构在平稳激励下的随机地震系列响应功率谱,提出了显式表达式.非粘滞阻尼模型其核函数卷积形式多采用指数型核函数,将其精确转化为微分型本构关系,便于与结构动力系统进行解耦分析.首先重构非粘滞阻尼结构的地震动方程,运用复模态法对体系进行解耦,获得结构广义坐标表示的一阶状态方程;然后,利用虚拟激励法,获得了...     

Maxwell阻尼减震结构的最大非平稳响应

研究了设置带支撑Maxwell粘滞阻尼器的多层建筑结构的最大非平稳地震响应,建立了结构一般运动方程,根据多层结构的运动性能,将运动方程按结构第一振型展开,将原结构化成振型广义坐标的单自由度微分与积分混合运动方程;并运用随机平均法,获得了结构随机平均It(O)方程的解析式,以及位移与速度联合概率密度函数、位移方差和速度方差最大值的一般近似解析解;同时基于与随机平均法分析完全相同的等效原则,获得了结构第一振型的等效阻尼比,使耗能结构可直接应用于反应谱法进行工程设计;最后,针对几种典型的非平稳地震激励模型,获得了最大非平稳方差响应的具体解析解.     

PCLD梁的振动和阻尼特性分析

基于弹塑性理论和线粘弹性理论,考虑到被动约束层阻尼梁在谐激励作用下的剪切耗能以及各层间的相互作用,建立了系统的状态控制方程.结合边界条件,利用齐次扩容精细积分法提出了一种分析PCLD梁动力学特性的半解析方法,求解了系统的固有频率和损耗因子,计算结果与解析解或相关文献计算结果吻合良好,验证了该方法的正确性、有效性.文中还计算了梁在谐激励作用下的响应,分析了结构参数对结构振动特性和阻尼特性的影响.     

底部框架双功能减震结构地震响应分析

为探究底部框架砌体房屋在地震激励下的地震响应,分析了底部两层框架上部四层砌体结构的计算模型,在底部两层框架中均匀设置粘滞阻尼器并在框架顶层与砌体层之间增设隔震层,形成底部框架双功能减震结构.采用状态方程直接积分法对结构进行地震激励下的响应分析,且与SAP2000软件建立的减震和抗震结构模型分析结果进行对比,分析结果表明,两种方式下结构的地震响应基本吻合;另外,还采用强制解耦法进行了相应计算,并与前述积分法对比,结果表明,强制解耦法随着振型阶数的增大,精度逐渐降低,但在前二阶振型中具有很好的精度,超过第三阶误差将逐渐增大.研究结果表明,减震结构具有良好的减震性能,状态方程直接积分法对于底部框架双功能减震结构的计算具有较强的实用性.