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题名非平稳地震激励下惯容耗能结构动力响应解析法
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作者
李创第
王瑞勃
葛新广
江丽富
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机构
广西科技大学土木建筑工程学院
柳州工学院土木建筑工程学院
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第11期1862-1874,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51468005)
广西研究生教育创新计划资助项目(YCSW2022450)。
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文摘
针对惯容减震系统在非平稳地震激励下动力响应研究不足的问题,提出设有混联Ⅰ型惯容减震系统的多自由度耗能结构动力响应时变方差的解析解法。根据惯容减震系统的本构关系、结构的动力方程及非平稳地震激励,综合利用复模态法和虚拟激励法,将惯容耗能结构解耦为一阶系统,以便获得结构位移、速度、层间剪力等响应量的统一解。采用二次式分解法将统一解的时变功率谱密度函数转化为惯容耗能结构复模态特征值、模态系数、时变模态强度系数和含有圆频率平方项的二次式乘积的线性组合。在此基础上,利用非平稳模态谱矩在无限积分区间有解析解的特征,推导出非平稳地震激励下耗能结构响应时变方差的解析解。通过采用突加型白噪声激励对结构动力响应进行分析,验证了所提动力响应功率谱和时变方差的正确性。同时,基于突加型Kanai-Tajimi模型的框架结构动力响应研究,分析了惯容系统参数对减震效果的影响。所提方法可适用于线性结构在其他非平稳调制函数的地震动下的响应分析。
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关键词
惯容减震系统
非平稳地震激励
功率谱二次式分解法
时变方差
解析解法
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Keywords
inertial damping system
non-stationary seismic excitation
quadratic decomposition method of power spectrum
time-varying variance
analytical solution
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分类号
TU311.3
[建筑科学—结构工程]
O324
[理学—一般力学与力学基础]
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题名设置惯容系统的非对称大跨悬挂结构风振响应分析
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作者
田翀
谭志强
卢兴龙
庞迎波
覃媛媛
葛新广
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机构
中建科工集团有限公司
广西职业师范学院土木建筑工程学院
柳州工学院土木建筑学院
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出处
《应用数学和力学》
北大核心
2025年第3期310-323,共14页
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基金
国家自然科学基金(51868007)。
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文摘
针对非对称大跨悬挂结构双向随机风振响应显著的问题,提出了一种利用惯容系统来抑制结构振动的策略,并针对减振体系随机风振响应分析方法复杂的现状,提出了一种简明分析法.首先,建立了顺风向脉动激励下结构水平和竖向耦合振动的动力学方程,借助有限元分析技术获得了大跨度悬挂结构的实模态动力参数,并基于实模态理论重构了减振体系的动力方程.其次,基于复模态法和虚拟激励法,获得了大跨度悬挂结构的位移、层间位移和惯容系统出力等响应量频域统一解,并基于功率谱的二次式分解法获得了上述响应量0阶、2阶和4阶谱矩和方差简明封闭解.最后,利用算例验证了所提封闭解的正确性,并基于此研究了惯容系统参数对抑制悬挂结构双向风振动的特征.研究表明,大跨悬挂结构的悬挂部分水平和竖向振动加速度均显著影响舒适度,工程设计时需要考虑双向振动,设置惯容系统可有效降低双向振动.
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关键词
非对称大跨度悬挂结构
惯容系统
Davenport风速谱
功率谱二次式分解法
封闭解
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Keywords
asymmetric large span suspension structure
series inerter damper(SID)
Davenport spectrum
quadratic decomposition method for power spectrum
closed-form solution
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分类号
TU317
[建筑科学—结构工程]
TU352.1
[建筑科学—结构工程]
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题名高层结构-混联Ⅱ型惯容阻尼耗能体系减震性分析
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作者
王晓琳
王善库
葛新广
王昌盛
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机构
信阳职业技术学院建筑工程学院
柳州工学院土木建筑学院
黄淮学院建筑工程学院
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出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024年第5期176-187,共12页
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基金
河南省科技攻关项目(242102320030)
河南省高等学校重点科研项目(22B560008)。
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文摘
针对高层结构中设置混联Ⅱ型惯容阻尼器组成耗能体系的随机响应分析复杂的问题,提出了结构位移及阻尼器阻尼力响应的封闭解,并基于所获得的封闭解探究了实模态振型数对分析精度的影响和在原结构层间位移超限楼层设置阻尼器能有效减震的布置策略。首先,根据混联Ⅱ型惯容阻尼器力学构造图及设置方式,建立阻尼器阻尼力与结构节点水平位移的微分型本构关系进而重构耗能体系的地震动方程。其次,利用实模态解耦法获得高层结构简明等效的动力学参数,运用功率谱二次式分解法推导出结构节点相对于地面的绝对位移、竖向构件层间位移及阻尼器阻尼力等响应的功率谱精确二次式解进而推导出耗能体系基于双过滤白噪声激励下系列响应的0~2阶谱矩简明封闭解。最后,通过算例,验证了所提封闭解的正确性;研究了实模态振型数对系列响应谱矩分析精度的影响和阻尼器设置位置对结构减震效果的影响。研究表明:对于多自由度结构响应分析时,建议采用原结构自由振动分析时质量参与系数累计达100%时所对应的振型数,可获得稳定的精度和提高大型复杂结构设置混联Ⅱ型惯容阻尼器的响应的分析效率;通过在原结构层间位移超限楼层或连续多层层间位移超限的楼层中间隔一层设置参数合适的混联Ⅱ型惯容阻尼器可有效降低结构的地震动响应,所提惯容阻尼器设置策略具有较好的经济性。所提解析解和惯容系统在高层结构的设置策略可为混联Ⅱ型惯容阻尼器在实际工程应用中提供有益的参考价值。
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关键词
混联Ⅱ型惯容阻尼器
功率谱二次式分解法
封闭解
实模态振型数
阻尼器设置策略
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Keywords
series-parallel layout Ⅱ inerter damper
quadratic decomposition method of power spectral density function
closed-form solution
number of real mode shapes
damper setting strategy
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分类号
TU311.3
[建筑科学—结构工程]
TU352.1
[建筑科学—结构工程]
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