基于空腔樓蓋耗能體系的不規(guī)則結(jié)構(gòu)減震分析.pdf

1、隨著結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論的發(fā)展，越來越多的振動(dòng)控制裝置被應(yīng)用到實(shí)際工程中，尤其以被動(dòng)控制為主的一些新型減震體系。相比傳統(tǒng)抗震手段通過增大結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量來抵抗地震作用，被動(dòng)控制不但具有相對(duì)完善的理論知識(shí)系統(tǒng)，而且由于其良好的控制效果一直備受工程師們的青睞。本文據(jù)此討論分析了滾球質(zhì)量調(diào)諧阻尼器（TRMD），一種安裝于空腔樓蓋中的新型被動(dòng)控制裝置。該減震體系有效的利用了空腔樓蓋中的空腔空間，使TRMD與空腔樓蓋之間協(xié)同工作。TRMD內(nèi)部構(gòu)造極為簡(jiǎn)

2、單，由滾球型振子及圓弧軌道構(gòu)成，其減震原理為：主結(jié)構(gòu)在承受地震激勵(lì)作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生激烈的振動(dòng)，從而帶動(dòng)空腔樓蓋中的振子振動(dòng)，并通過振子的振動(dòng)來消耗地震能量。TRMD同時(shí)還具有布置靈活、易于實(shí)現(xiàn)以及便于維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
　　通過拉格朗日方程得出單層平動(dòng)扭轉(zhuǎn)耦合結(jié)構(gòu)在設(shè)置TRMD時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程。在歷史上已發(fā)生的地震作用下，利用數(shù)值分析軟件對(duì)比得出TRMD耗能體系的抗震能力，結(jié)果表明：將不同的地震激勵(lì)分別作用于帶和不帶TRMD平動(dòng)扭轉(zhuǎn)耦合結(jié)

3、構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)TRMD無論是對(duì)平動(dòng)或是扭轉(zhuǎn)方向的位移響應(yīng)均得到了很好的抑制作用；同時(shí)，通過對(duì)比分析不同外部地震激勵(lì)的作用，得到的TRMD的減震效果不同。
　　由于不同的外部地震激勵(lì)作用下，TRMD的減震效果不同，故需對(duì)該TRMD體系在隨機(jī)動(dòng)力下進(jìn)行對(duì)比分析。本文通過蒙特卡羅模型的方法，在白噪聲激勵(lì)下對(duì)單層帶和不帶TRMD平扭耦聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析。通過數(shù)值計(jì)算后，得出的結(jié)果表明：TRMD耗能體系對(duì)于結(jié)構(gòu)平動(dòng)及扭轉(zhuǎn)方向的穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng)均方差

4、均有不同程度的抑制作用，且對(duì)于降低平動(dòng)方向穩(wěn)態(tài)位移均方差的效果更佳，同時(shí)使結(jié)構(gòu)快速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng)狀態(tài)。
　　為得到最優(yōu)的減震效果，本文考慮了整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)的影響。由于結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)該體系的減震效果影響較小，因而本文在優(yōu)化前給定各結(jié)構(gòu)參數(shù)的值，且僅考慮對(duì)純扭結(jié)構(gòu)設(shè)置TRMD耗能體系，并對(duì)TRMD的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過等效線性化原理，并利用定點(diǎn)理論得出了TRMD耗能體系的最優(yōu)參數(shù)設(shè)計(jì)。數(shù)值結(jié)果表明：優(yōu)化參數(shù)下的TRMD的減震效果更