設(shè)置非線性粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的時程分析[1].pdf

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1、第27卷第2期工程抗震與加固改造Vol.27,No122005年4月EarthquakeResistantEngineeringandRetrofittingApr.2005[文章編號]1002-8412(2005)02-0040-06設(shè)置非線性粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的時程分析12薛彥濤,韓雪(11中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所,北京100013;21大連理工大學(xué),遼寧大連116024)[摘要]本文基于國內(nèi)外現(xiàn)有的粘滯阻尼器性能試驗和計算研究,提出單自由度非線性粘滯阻尼器的計算方法。文中給出了粘滯阻尼器非線性運動方程的解法,并運用該方法進(jìn)行了大量的比較計算,研究了單

2、自由度非線性粘滯阻尼器的動力響應(yīng)特性。[關(guān)鍵詞]時程分析;非線性粘滯阻尼器;地震響應(yīng)[中圖分類號]TU35211[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]ATime-historyAnalysisofEarthquakeResponseonStructurewithNon-linearFluidViscousDamper12XueYan-tao,HanXue(1.ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China;2.DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Basedone

3、xistingestablishedexperimentalmodalanalysisandvibrationanalysistechniques,anewcalculationmethodoffluidviscousdampercontrollingnonlinearearthquakeresponsesofsingle-freedom-o-fdegree(SDF)systemswasproposed.ThederivationoftheequationgoverningthemotionoftheSDFsystemwithanon-linearfluidvisco

4、usdamperwasoutlined.Andthen,agreatofcalculationswerecarriedouttostudytheprecisionofthemethodandthedynamicsresponseofSDFfluidviscousdamper.Keywords:time-historyanalysis;non-linearfluidviscousdamper;earthquakeresponse1引言下的反應(yīng)。目前,國內(nèi)外學(xué)者對粘滯阻尼器多采用粘滯阻尼器是結(jié)構(gòu)被動控制中一種十分有效的等效剛度、等效阻尼模型進(jìn)行非線性時程分析。但耗能減震裝

5、置,一般是由缸體、活塞和流體組成?；钍堑刃Ｐ蛯⒄硿宰枘崞鞯膭偠取⒆枘峋喕癁槿诟淄矁?nèi)可作往復(fù)運動,活塞上有適量小孔,筒內(nèi)線性,會導(dǎo)致阻尼器應(yīng)力應(yīng)變曲線有一定程度的失盛滿流體,利用活塞在粘滯性流體中運動消耗地震真,將直接影響到減震結(jié)構(gòu)的時程分析結(jié)果。時輸入結(jié)構(gòu)的能量。國內(nèi)外關(guān)于粘滯阻尼器的數(shù)值為了保證減震結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠,有必要對設(shè)計算和試驗研究有很多,但大多數(shù)都局限于將其簡有粘滯阻尼器的消能減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加深入、更加準(zhǔn)化為線性阻尼器模型再進(jìn)行計算。但是當(dāng)一個長周確的非線性時程分析。為此,本文提出了一種設(shè)置非期的結(jié)構(gòu)承受強烈的地面振動時,線性的粘滯阻尼線性阻尼器

6、結(jié)構(gòu)的時程分析計算方法,研究了非線性器會產(chǎn)生額外的阻尼力,這對結(jié)構(gòu)來說是不利的,而粘滯阻尼器對單自由度體系動力響應(yīng)的影響。非線性的粘滯阻尼器則不同,它不但在結(jié)構(gòu)運動速2非線性粘滯阻尼器度很快時提供阻尼力,而且可以有效地限制阻尼力非線性粘滯阻尼器的力和位移的關(guān)系可表為:的幅值。因此,目前很多研究人員和地震工程專家fAD=cAsgn(x?)

7、x?

8、(1)都開始關(guān)注粘滯阻尼器非線性的力和位移關(guān)系。其中cA為阻尼系數(shù),A為速度指數(shù),通常結(jié)構(gòu)采用非線性時程分析的方法求解單自由度系統(tǒng)中使用的非線性阻尼器A變化范圍在011~110之的非線性運動方程,可以得出系統(tǒng)在動力荷載作用間。符

9、號sgn()是一個符號函數(shù)。當(dāng)A=1時,方程[收稿日期]2004-12-21(1)可寫為fD=c1#x?,這時方程表示的是線性的粘[作者簡介]薛彥濤(1962~),男,研究員滯阻尼器;當(dāng)A=0時,方程(1)可寫為fD=c0#sgnEarthquakeResistantEngineeringandRetrofittingApril2005第27卷第2期薛彥濤,等:設(shè)置非線性粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的時程分析#41#(?x),這時方程表示的是純摩擦阻尼器;因此A為粘4與Sap2000的算法比較滯阻尼器的非線性特征量。為了驗證這種方法的精度,考慮單自由度系統(tǒng)