带支撑粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析
黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究
黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究摘要：近年来利用阻尼器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
本文建立了某实际4层框架结构的非线性模型，然后设置黏滞阻尼器（VFD），利用时程分析法对有、无控结构进行地震响应分析计算，得出该结构的耗能减震效果。
最后利用云图法，选取数条地震波对结构进行分析计算，对有、无控结构进行概率地震分析，通过对比概率需求模型、易损性曲线的差异分析黏滞阻尼器的耗能减震作用。
计算结果表明，通过对该结构设置若干VFD，结构的地震响应得到显著地减小，结构整体减震效果明显；有控结构的地震需求易损性曲线相较无控结构趋于平缓，表明VFD对该结构的耗能减震加固作用明显。
关键词：框架结构；黏滞阻尼器；非线性时程分析；云图法；结构概率地震需求分析耗能减震技术就是在结构的选定位置增设耗能装置，在小震作用下，耗能装置和结构一并处于弹性状态，可减小结构的地震响应，使结构主体处于安全范围，一旦出现大震，这些装置可以在结构破坏前率先达到屈服状态，来消耗大部分能量。
近年来利用耗能减震器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
1.消能减震的概念及耗能原理为了达到消震减能的目的，可以通过消能装置的安装来避免主体结构因地震能量而响应而造成的破坏，究其本质，消能减震技术是一种加固技术。
传统的抗震思路是进行“硬抗”，但却存在诸多的弊端问题。
而消能减震技术，则能够避免传统抗震加固的不足，通过“以柔克刚”的方式进一步达到抗震加固的效果。
从消能减震结构角度来看，其方式就是融入了减震控制思想，在原结构当中增加了消能减震装置，从而形成新的结构系统，图1对其进行了展现，通过图中资料的了解，无论是原结构还是消能减震装置，都是新结构系统的重要组成部分，并且在其中发挥了重要的作用。
相较于原结构而言，新结构系统在效能能力以及动力特征方面有自身的独特性，能够降低原结构承受的地震作用，这也是进行地震反应控制的一种有效方式，其目的是为了减少对主体结构造成的损害。
Maxwell粘滞阻尼器耗能结构的随机地震响应
引文格式 ：李 创第 ，夏立 志 ，葛新 广 ，等． Ｍ ｘ ｅ 粘滞 阻尼器 耗 能结构 的 随机地 震响 应 ［］ ａｗ ｌ ｌ Ｊ ．桂林 理 工大学 学 报 ，２ １ ，３ ０１ １
联 ，也可 用 改进后 的 Ｍａｗ ｌ模 型描述 。 因此研 由度 结构 的 随机地 震 响应进 行 了系统 研究 。 ｘｅ ｌ 究 Ｍａｗ ｌ粘 滞 阻尼器 耗 能结构 的地 震 响应 具 有理 ｘｅ ｌ
论与 工程 意义 。
支撑 刚度 与 原 Ｍａｗ ｌ 模 型 中 的 弹 性 元 件 刚度 串 本文运 用 随机 平均 法 ，对 Ｍａｗ ｌ阻尼 器 耗 能单 自 ｘ ｅｌ ｘ ｅｌ
增 大时 ，结构 随机 响应 减小 ，减震 效果 增强 。 关键 词 ：随机 响应 ；随机 平均 法 ；Ｍａｗ ｌ阻 尼器 ｘ ｅｌ
中图分 类号 ：Ｔ ３ １ ３ Ｕ １．
文献标 志码 ：Ａ
粘 滞 阻尼 器 和 粘 弹 性 阻尼 器 等被 动 控 制 技 术 因此 ，为 了使设 计人 员掌 握 Ｍａｗ ｌ粘滞 阻 尼器 耗 ｘ ｅｌ
第３ １卷 第 １期
２ １ 年 ２月 ０１
桂 林 理
工 大 学
学 报
Ｖｏ． ．１ １３１ Ｎｏ
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｕ ｌ ｉｅ ｓｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＧ ｉ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｙ Ｔｅ
Ｆｅ ． ２ ｂ ０１１
文 章编 号 ：１ ７ ９ ５ （０ １ １ ０ １ ７ ６ ４— ０ ７ ２ １ ）０ —０ ６ —０
．
响的条 件 。 由于 上 述 研 究 侧 重 于 大 量 数 值 计 算 结
＝ｃｋ ＝ 等 ， 凡
ｓ
１＿
钢支撑混凝土框架结构的减震改造
。 粘弹性阻尼器一般设在有较大相对变形
处， 粘弹性材料产生剪切滞回变形， 耗散结构的振动能量， 减 从而产生减震效果。 本文将粘弹性阻尼 小结构的振动响应， 器通过附加支撑的形式作为钢支撑混凝土框架结构的耗能 减震改造设计方案， 从层间位移角、 结构能量分配、 结构位移 时程响应、 加速度时程响应等方面， 对比分析未设置阻尼器 、 设置阻尼器工况下结构的地震响应 。 分析结果表明： 粘弹性 阻尼器可提高结构的整体抗震性能， 有效地降低结构的地震 响应。 一、 粘弹性阻尼器力学模型 目前已提出了多种粘弹性阻尼器的力学模型， 而每个模 型有各自不同的适用条件 。 本文采用基于等效刚度和等效 阻尼的 Kelvin 模型
［4 ］
来模拟粘弹性阻尼器， 该模型体现了粘
弹性装置的瞬态弹性响应， 能很好地反映其蠕变和松弛现 象， 概念清晰、 简单适用。如图 1 所示， 该模型由一个线性弹 其恢复力 可以表示为： 簧单元和线性阻尼单元并联而成， f = c e u + k e u（ 1 ）
为：
E in 为地震输入结构的能量； E k 为结构的动能； E c 式中， E h 分别为结构的弹性应变能和 为结构本身的阻尼耗能； E e 、 滞回耗能； E d 为粘弹性阻尼器耗能装置提供的额外阻尼器耗 能。 三、 粘弹性阻尼器工程应用 （ 一） 工程概况。苏州某厂房减震改造项目分为东 、 西两 考虑为钢支撑混凝土框架体系， 共 3 层， 个独立的抗震单元， 总高度 7． 7m + 6． 8m + 7． 8m = 2词】 粘弹性； 阻尼器； 耗能； 减震设计 【作者简介】 贾大焕（ 1984 ～ ） ， 女， 河南人； 中国核电工程公司郑州分公司民用建筑设计研究所助理工程师 男， 安徽人； 中国核电工程公司郑州分公司民用建筑设计研究所助理工程师 鲍永健（ 1985 ～ ） ，
粘弹性阻尼结构的地震反应分析
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２ 粘弹性 阻尼 结构 的地震反应分析
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的应用 ， 安装有 粘弹性阻尼器 的结构称之 为粘弹性 阻
目前 的减震研究大都 是将 结构简化成平面模 型 ， 只考 并 虑单 向或双 向地震 动作用 来进 行分 析 、 控制 的 。然 而 ， 由
式 ， ｛ ．状 向 ， 。 构 位 向 中 ：Ｉ｝ 态 量｛ 为 的 移 为 ｃ 结 ，
随着高强、 轻质建筑材料在建筑结构中的广泛应用 ， 结
构变得更柔和低阻尼 ， 结构 对地 震激励 也就 更加 敏感 。 建筑
Ｃ ｛ ｔ ［ ］ ［ ］ ｛ ＋（ Ｋ ＋［ ］ ｛ Ｍ］ ｂ ＋（ ｃ ＋ ） ｌ ［ ］ ） ｌ
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结 釜 结构 莲消耗地 震能 量 、 翌 ， 圭 地 些耗能装置来增大 的阻尼 对 减小
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２８ ８ Ｐ ， 损因子 ＝１２ 支撑角度为 趴＝ｎ３６ ６ ＝３。 ．６Ｍ ａ耗 ．， ｔ （ ．／ ） １。 ａ 阻尼 器计算模型 采用 开尔文模 型。地震 波选用 Ｅ ｃｅｌ １ 曲
结构随机振动响应特性分析与控制方法研究
结构随机振动响应特性分析与控制方法研究随着城市化进程的加速和人们对建筑物安全性的要求不断提高，结构随机振动的研究和控制变得越来越重要。
本文将探讨结构随机振动的响应特性分析以及控制方法的研究。
第一部分：结构随机振动的响应特性分析结构随机振动是指由于外部激励或内部不均匀性引起的结构的随机振动。
为了深入了解结构随机振动的特性，需要进行响应分析。
响应分析是通过数学建模和计算方法，研究结构在随机激励下的振动响应。
在结构随机振动的响应特性分析中，常用的方法有频域分析和时域分析。
频域分析是通过将结构的振动响应信号转换为频谱，分析不同频率下的振动特性。
时域分析则是直接观察结构在时间上的振动响应，了解结构的动态行为。
此外，还有一种重要的方法是模态分析。
模态分析是通过计算结构的模态参数，如固有频率、阻尼比和模态形态等，来研究结构的振动特性。
模态分析可以帮助我们了解结构的主要振动模式和频率范围，为后续的振动控制提供依据。
第二部分：结构随机振动的控制方法研究结构随机振动的控制方法研究是为了减小结构的振动响应，提高结构的稳定性和安全性。
常用的结构振动控制方法包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制是指通过在结构上安装吸振器、阻尼器等被动装置，来吸收和分散结构的振动能量。
被动控制方法简单、成本较低，但需要根据结构的特性进行设计和安装。
主动控制是指通过在结构上安装传感器和执行器，实时监测和调整结构的振动响应。
主动控制方法可以根据实时的振动信号进行反馈控制，实现有效的振动抑制。
然而，主动控制方法的实施较为复杂，需要高度的技术支持和成本投入。
半主动控制是被动控制和主动控制的结合，通过在结构上安装可调节的装置，实现对结构振动的控制。
半主动控制方法综合了被动控制和主动控制的优点，具有较高的控制效果和较低的成本。
结构随机振动的控制方法研究还涉及到多学科的交叉，如结构动力学、控制理论、材料科学等。
通过不断的研究和探索，我们可以提高结构的抗震性能，保障人们的生命财产安全。
带支撑五参数粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析
１ 结构 运 动 方 程
设结构的质量 、 刚度和阻尼为 ｍ、 ｋ 、 Ｃ ； 带支撑粘 弹性阻尼器的各参数为 ｋ 、 ｋ 。 、 ｋ 、 Ｃ 、 Ｃ ： ， 其阻尼力为
Ｐ（ ｔ ） ； 结 构 相 对 于 地 面 的位 移 、 阻 尼 器 和 支 撑 相对 于 地面 的位 移 分 别 为 、 、 。在 地 震 作 用 下 ，
挥或接近纯阻尼元件 的效果 Ｊ 。为提高精度 ， 有必
要考 虑有 限支 撑 刚度 的影响 。 频域 法直 接对微 分方 程求解 ， 具 有物 理概 念强 、 系统 动态 特性 曲线 直 观 的 优点 ， 是 控 制 理 论 中重 要
的基 本方 法 。
弹性阻 尼器 正是 通过 改变 结构 的动力 特性 以达到减 震 目的 的… 。近 年来 ， 粘 弹 性 阻尼 器 等 被 动 控 制技
原结 构 简 图及 计算 简 图见 图 １ 、 图２ ， 运 动方程 为 ：
ｍ 爱＋ ｃ ＋ ＋ Ｐ＝一 ＝ １ ＋ ２ （ １ ） （ ２ ）
构， 国内欧进 萍 教授 已建 立 了 强行 解 耦 法 近 似计 算 各 振 型 的等 效 阻尼 比 Ｊ ， 国外 Ｓ ｏ ｏ ｎ ｇ教 授 团队 已建 立 了模 态应 变 能法 近 似计 算 等 效 阻 尼 比 ， 研 究 表
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ａ Ｓ ＤＯＦ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｓｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｕ ｓ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｄ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ． ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｇ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ． Ａｎ ｄ ａ ｎ ｕ ｍｅ ｉ ｒ ｃ ｌ ａ ｅ ｘ ｍ ｐ ａ ｌ ｅ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｐ ｉ ｃ ｕ ｏ ｕ ｓ ｄ ａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ
粘弹性阻尼器振动控制仿真分析
０ 前 言
Ｇ
消 能减 震 控 制 主要 通 过 在 原 结 构 中 ， 加 消 能 减 震 装 附
置 来 消减 地 震 输 入 能 量 。粘 弹 性 阻 尼 器 是 一 种 常 用 的 耗 能装置 ， 他通 过 粘 弹 性 材 料 的 剪 切 滞 回 变 形 耗 散 能 量 ， 以 达 到减 小 结 构 动 力 反 应 的 目 的 。粘 弹 性 阻 尼 器 最 早 被 用
图 １ 常 用 的 粘 弹 性 阻 尼 器 仿 真 阶段 ］ 。 ３ 设 置 粘 弹 性 阻 尼 器 结 构 的 运 动 方 程
其 本构 方程为 ｆ 一 ＋ｇ ； 中 ｆ为 剪应力 ， ｊ分 式 ，，
别 为 剪 应 变 和 剪 应 变 率 ；ｏ ｑ ｑ ， 分 别 为 粘 弹 性 材 料 性 能 确 定 的 系 数 。根 据 其 本 构 关 系 式 可 以 写 出 粘 弹 性 材 料 阻 尼
ห้องสมุดไป่ตู้
粘 弹 性 阻 尼 器振 动 控 制 仿 真 分 析
刘 才 龙
（ 徽交通职业技术学 院 ， 徽 合肥 安 安 ２０５） ３ ０ １
摘 要 ： 了推 进 粘 弹性 阻 尼 器技 术 的 工 程 应 用 ， 开 尔 文模 型 来描 述 粘 弹 性 阻 尼 器 的 耗 能 性 能 ， 受 控 结 构 的 运 动 为 用 将 微 分 方 程 用 状 态 空 间 法 来描 述 。 以 ＭＡ Ａ ＴＬ Ｂ编 制 Ｓ ＭＵＬ ＮＫ 工 具 箱 进 行 动 态仿 真 ， 用 Ａ ＹＳ软 件 对 某 钢 框 Ｉ Ｉ 并 ＮＳ
于军 事 、 空 航 天 和 机 械 工 程 的 减 振 中 ， 土 木 工 程 中应 航 在
Ｆ
用 早 期 主 要 用 于 结 构 的 抗 风 减 振 工 程 中 ， 用 于 结 构 地 震 而
弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法
弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法
冉志;张天舒;方同
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2003(016)003
【摘要】提出了一种新的计算弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法,它是一种时域复模态分析方法.利用此方法获得了弹性-粘弹性复合结构在白噪声、滤过白噪声等典型平稳随机激励下随机响应的各阶谱矩的解析表达式,分析了粘弹
性对各阶谱矩的影响.此计算方法简便、易用,无论单自由度或多自由度系统均适用,为进一步研究弹性-粘弹性复合结构在随机激励下的可靠性打下良好基础.
【总页数】5页(P363-367)
【作者】冉志;张天舒;方同
【作者单位】东华大学理学院,上海,200051;东华大学理学院,上海,200051;西北工
业大学工程力学系,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】O324
【相关文献】
1.带粘弹性阻尼器的多高层建筑基于Davenport谱随机风振响应的精确解法 [J], 邹奕男;罗臻
2.弹性-粘弹性复合结构动力响应的增维精细积分法 [J], 高小科;邓子辰;黄永安
3.基于Clough-Penzien谱的粘弹性耗能结构地震响应的简明解析解法 [J], 邹万杰;姜琰;张梦丹;葛新广
4.基于Clough-Penzien谱的粘弹性耗能结构地震响应的简明解析解法 [J], 邹万杰;姜琰;张梦丹;葛新广
5.弹性-粘弹性复合结构系统的随机响应分析 [J], 张天舒;方同
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210969743_《广西科技大学学报》2021年总目次
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第4期某车型桥壳结构性能分析及轻量化方案设计…………………………朱华宇，罗俊华，潘勇才，梁程华（86）房顶破拆时间对木结构吊脚楼火灾热释放速率的影响分析…………柯弘扬，叶雁冰，翟滢莹，张余萍（92）BIM技术在南宁某地铁站施工中的应用………………………李华，邓朗妮，廖羚，李太升，赖律强（97）荧光聚多巴胺-金量子点应用于癌细胞的高效成像检测……………周瑜，谭虹，邓谦亦，左芳（102）木薯淀粉微球的制备工艺研究………………………………………李海，张文康，冉力通，程昊（108）基于LU分解的阻尼谱修正迭代法在病态线性方程组中的应用………………………莫春鹏，覃柏英（113）第4期基于太赫兹技术的硅橡胶复合绝缘子老化检测………张学敏，皇剑，王子豪，苗琛，吴振升，程义彬（1）孔板空化强化制备京尼平-壳聚糖载药纳米微球的工艺研究………………………………………………………………………………………………………………徐云，张昆明，黄永春，陆丽金，段超，余慧群（9）等离子喷涂-物理气相沉积YSZ热障涂层的制备及微观结构研究………………………………………………………………………………………………徐静，毛杰，梁兴华，邓子谦，邓春明，邓畅光，刘敏（17）基于OptiStruct的某车型排气系统有限元分析…………………………黄大伟，田永康，谢华林，龚运息（22）事件触发机制下多智能体系统的非对称二分一致性…………………王文欣，叶洪涛，罗文广，文家燕（28）用于桥梁病害检测的无人机地面站设计及实现…………………………………………陈锴，罗文广（35）轮廓检测深度学习模型中解码网络融合方法…………………………………文泽奇，林川，乔亚坤（43）压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取…………………………………魏晟弘，伍松，郑贤（50）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……………………………………………………………………………………………………………………刘美华，邹万杰，葛新广，姜琰（58）板式橡胶支座的智能化研究……田岳松，吴辉琴，胡强，李伟钊，刘显晖，陈俊先，顾南荣，赵辉（65）直剪作用下再生混凝土黏结界面强度影响因素分析…………张绍松，黄芳玮，陈宇良，覃贝录，秦裕全（71）光伏发电技术在农村家庭直饮水机中的应用…………………………海涛，任婕灵，黄光日，李梓珲（77）基于应变能的钢筋混凝土板极限承载力判据研究……………………………夏雨，常远，余颖烨（85）基于现有混响室的优化改造设计…………………………………………………………梁新健，周红梅（93）某山区公路碎石土滑坡成因及稳定性分析……………………………………何维山，唐俊，宋正辉（100）固体金属垃圾分类中基于深度学习方法的研究……………吕东，王萍，王宇航，王智文，张灿龙（104）基于网络药理学探讨绞股蓝治疗阿霉素心肌病的药效物质基础和分子机制……………………………………………………………………………………………………………魏薇，张继婕，刘中艺，高思（111）基于网络药理学研究苦瓜活性成分治疗肺癌的潜在靶点及作用机制…………………………………………………………………………………………………………安欢，钟英英，王蕾，张新羽，叶云（119）IV广西科技大学学报第32卷NO.1Numerical simulation of flow field characteristics of Helmholtz self-oscillating cavitation device……………………………………WANG Tianyu,LI Xing,ZHANG Kunming,HUANG Yongchun,YANG Feng,HUANG Chengdu（1）The effect of Bryophyllumpinnatum freeze-dried powder on human cancer cell lines proliferation………………………………………………………………………………WANG Xuechun,CAO Xumei,LU Ying,CHEN Li（12）Design of video vehicle detection system based on HOG feature and SVM………………………………………………………………………………………………………………TAN Guangxing,SUN Caiming,WANG Junhui（19）Design and detection of square wave signal generator based on STM32………………………………………………………………………………………………………HAI Tao，LU Daize，WEI Wen，WU Zonglin，HAI Lantian（24）Contour detection model based on X and Y cell receptive field visual nerve mechanism………………………………………………………………………………………………………WANG Yao,PAN Shenghui,LIN Chuan（31）Analysis of longitudinal-transverse coupled vibration of elevator hoisting system subjected to building sway……………………………………………………………………………WANG Wen,JIANG Yan,ZHANG Mengdan（41）Vehicle fatigue driving detection based on Viola-Jones face detection algorithm…………………………………………………………………………………………WU Xueying,WU Caishuo,HUANG Wencong,QIN Shulin（49）Preparation of Li7La3Zr2O12solid electrolyte by high temperature solid phase method and its performance………………………………………………………………………LI Suo,LIANG Xinghua,XU Jing,JIANG Xingtao（55）Research on automatic test system of vehicle bus based on Vector tool chain………………………………………………………………………………………………………………WANG Tao,YANG Nianjiong,SONG Lidong（60）Test analysis and solution of the mechanism of battery damage for a certain tractor……………………………………………………………………………WANG Ziwen,HUANG Guidong,GAO Qiaoming,HUANG Donghui（66）The influence of internal elements of single-pixel camera on the performance of reconstruction matrix……………………………………………………………………………………WU Xiaolong,CHENG Tao,YANG Ming（71）Virtual excitation method for solving random ground motion series responses of non-viscous damped structures in coil models……………………………………………………………LI Chuangdi,HE Wangtao,GE Xinguang（78）Semi-active control analysis of frame structure with linear magnetorheological controllable damping…………………………………………………………………………FU Xiong,ZHANG Min,CHEN Yuxue,SHAO Hailang（85）Study on improving soil permeability:a case of the infrastructure project of the Ecological Agriculture Demonstra⁃tion Park at the North Ecological New District in Liuzhou……………………………………………………………………………………………MA Ruiyi,ZHOU Yuanwu,LIN Zhinan,WANG Jiaquan,HU Feng,WU Binghui（92）Influence of roof groove type condenser structure on the roof structure under wind load…………………………………………………………………………………………………JIANG Huangqing,LI Zhengnong,ZOU Qiong（99）V 第4期Study on the performance of grinding fine admixture concrete with mechanism sand tailings……………………………………………………………HUANG Xinyu,ZHU Wanxu,YANG Man,LIANG Xinjian,ZHOU Hongmei（107）Study on safety management of prefabricated concrete structure based on BIM technology………………………………………………………………………………………WEI Xin,LIU Jingmin,QIN Kang,XIAO Chengyou（114）Application of improved firefly algorithm in portfolio problem decision making……TANG Tao,WANG Fuyu（121）NO.2Simple analytical method of earthquake response of viscoelastic energy dissipation structure based on Clough-Penzien spectrum………………………………ZOU Wanjie,JIANG Yan,ZHANG Mengdan,GE Xinguang（1）Study on frost resistance of self compacting lightweight aggregate concrete with sisal fiber and polypropylene fiber…………………………DONG Jianmiao,ZHUANG Jiaqiao,WANG Yadong,YU Lang,WANG Huimin（7）Impact analysis of pullout velocity on interface friction characteristics of geogrid-gravel soil………………………………………………………………………QI Hangxiang,WANG Jiaquan,LIN Zhinan,TANG Ying（13）The influence of methylcellulose ether on the properties of room temperature curing ultra high performance concrete……………………………………ZHOU Hongmei,PENG Yuxiang,CHEN Jing,HUANG Xinyu（20）Experimental research on elastic modulus of fly ash ceramsite lightweight aggregate concrete………………………………………………………………ZHU Ling,WU Huiqin,CEN Fanli,SHI Fangyu,CHEN Yuliang（26）Design and control method of vehicle bidirectional full bridge CLLC resonant converter based on SiC device ……………………………………………………………………………………WANG Tao,LUO Wenguang（33）Analysis of plantar pressure and ankle joint in mid-stance with flat feet………………………………………………WANG Guangzheng,SHI Guanglin,WU Shengxiang,GAO Cong,LIANG Xiaodi,SHANG Boshi（41）Design of hoist dump trailer with rear four-bar slide rail mechanism…………………………………………………………GAO Qiaoming,CAO Pengcheng,ZHANG Xing,DENG Feiyi,WANG Lianqi,HUANG Donghui,PAN Dong,ZENG Junhao（46）Study on fast gait of hexapod robot based on multi-body dynamics…………LIU Gang,WANG Junfeng（51）An anomaly detection algorithm for traffic trajectory data based on long short term memory model………………………………………………………………………………………………………QIN Shengjun,LI Ting（58）Parameter identification of equivalent mechanical model of liquid sloshing in tank truck……………………………………………………………LI Chao,WU Wenjun,ZHOU Fengxia,HUANG Zhonglie,GAO chaonan（65）An improved morphological edge detection algorithm………………………………………………………………………………………………………………………ZHANG Meng,ZHANG Xiaomei,HUANG Yinghui（72）An optimized voice signal processing method…………………WU Song,WU Xiaolong,WEI Shenghong（78）VI广西科技大学学报第32卷Research on energy management strategy of pure electric vehicle based on fuzzy control…………………………………………………………………………………………WANG Qi,LIU Shengyong,ZHENG Zhifei（83）Alcohol extraction analysis of flavonoids in Sophora japonica based on three-dimensional fluorescence spectroscopy……………………………………………YAO Hanxun,SU Hui,WEN Jian,YAO Zhixiang（89）Optimization of the technological conditions for the separation of total polyphenols from pyracanthophorafruit by macroporous resin……………………………………………………………………………………………………………DENG Youlin,RAN Siyan,SU Huiren,LI Fangfang,ZHANG Peng,HUANG Xiuxiang（94）Extraction technology of polyphenols from Pueraria lobata leaf and its antioxidant properties………………………………………TANG Tingfan,ZHU Jiaqing,LI Rongbin,FENG Jun,HUANG Fangli,LIANG Jieting,TIAN Yuhong,LI Xiaohui,CHENG Hao（100）Improved iteration method by correcting characteristic value with damping factor for ill-conditioned system of linear equations……………………………………………………………MO Chunpeng,QIN Boying（107）NO.3Numerical method for generalized integral of a class of periodic functions………………………………………………………………………………………………………GE Xinguang,LI Yuxiang,YANG Xuefeng（1）Information compensation of ray wave function based on wave superposition near field acoustic holography ………………………………………………………………………CHEN Yanhao，XIANG Yu，SHI Ziyu（6）Concise closed-form solution of vibration response spectral moment of vehicle system under road irregularity excitation…………………………………………………………LI Chuangdi,LI Yuxiang,GE Xinguang（13）Random seismic response characteristic of weak nonlinear energy dissipation structure with viscoelastic damper and supporting brace………………………………………………XIA Yu,LI Jinbo,YU Yingye（21）Effect of dispersion degree of GO on mechanical properties of cement-based materials…………………………………DONG Jianmiao,YU Lang,WANG Huimin,CAO Jiawei,WANG Liuyang,ZHUANG Jiaqiao（27）Simulation analysis of triaxial shear test of multi-sphericity Clump particles discrete element reinforced sand …………………………………………WANG Hengtong,WANG Jiaquan,TANG Yi,HUANG Wenqin（34）The gait tracking of lower limb exoskeleton based on RBF network adaptive control………………………………………………………………………………………………………LEI Lei,LI Jian,WU Qinghong（42）Application of3D visualization and3D printing in precise hepatectomy………………………SHANG Boshi, SHI Guanglin,XU Honglai,XIAO Min,GAO Cong,LIANG Xiaodi,WANG Guangzheng（48）Design and simulation of a kind of orchard mowing chassis………………………………………………………………ZENG Junhao,GAO Qiaoming,HUANG Guidong,ZHANG Xing,PAN Dong,JIANG Bingchao,HUANG Donghui,CAO Pengcheng（53）VII 第4期Research on decoding network with multi-scale features of deep learning model for contour detection………………………………………………………………………ZHANG Xiao,LIN Chuan,WANG Ruixing（60）Prediction and analysis of octane number using multi-layer perceptual neural network based on principal component dimension reduction……………SUN Jinfang,WANG Zhiwen,WANG Kangquan,WU Jing（67）Research on fuzzy PI control of buck converter…………………………………………………………………………………………………………………ZHOU Tongkuai,BIN Yang,LUO Wenguang,ZHANG Kun（74）Monitoring and analysis of support structure vibration caused by blasting construction of shallow buried super large section tunnel……………………HUANG Liuyun,LI Jun,WEI Sida,XU Tiancheng,LIU Zonghui（80）The structural performance analysis and lightweight design of a model axle housing…………………………………………………………………………ZHU Huayu,LUO Junhua,PAN Yongcai,LIANG Chenghua（86）Effect of roof demolition time on heat release rate of the vernacular pillar-supported dwelling………………………………………………………………KE Hongyang,YE Yanbing,ZHAI Yingying,ZHANG Yuping（92）Application of BIM technology in the construction of a subway station in Nanning………………………………………………………………………LI Hua,DENG Langni,LIAO Ling,LI Taisheng,LAI Lyuqiang（97）High efficiency imaging detection of cancer cells by fluorescent polydopamine-gold dots……………………………………………………………………………ZHOU Yu,TAN Hong,DENG Qianyi,ZUO Fang（102）Study on the preparation technology of cassava starch microspheres………………………………………………………………………………………………LI Hai,ZHANG Wenkang,RAN Litong,CHENG Hao（108）Iteration method by correcting characteristic value with damping factor based on LU decomposition for ill-conditioned system of linear equations…………………………………MO Chunpeng,QIN Boying（113）NO.4Aging detection of silicon rubber composite insulator based on terahertz technology…………………………………………ZHANG Xuemin,HUANG Jian,WANG Zihao,MIAO Chen,WU Zhensheng,CHENG Yibin（1）Intensified preparation of genipin-crosslinked chitosan nanospheres by orifice plate-based cavitation…………………………………XU Yun,ZHANG Kunming,HUANG Yongchun,LU Lijin,DUAN Chao,YU Huiqun（9）Preparation a nd microstructure of YSZ thermal barrier coatings prepared by PS-PVD……………………………XU Jing,MAO Jie,LIANG Xinghua,DENG Ziqian,DENG Chunming,DENG Changguang,LIU Min（17）Finite element analysis of a vehicle exhaust system based on OptiStruct………………………………………………………………………………………HUANG Dawei,TIAN Yongkang,XIE Hualin,GONG Yunxi（22）Asymmetric bipartite consensus of multi-agent system under event-triggered mechanism…………………………………………………………………………WANG Wenxin,YE Hongtao,LUO Wenguang,WEN Jiayan（28）Design and implementation of UA V ground station for bridge disease detection………………………………VIII第32卷广西科技大学学报……………………………………………………………………………………CHEN Kai，LUO Wenguang（35）The decoding network fusion method in deep learning of contour detection………………………………………………………………………………………………………………WEN Zeqi,LIN Chuan,QIAO Yakun（43）Research on key parameters selection of near field acoustic holography based on compressed sensing equivalent source method………………………………………WEI Shenghong,WU Song,ZHENG Xian（50）A concise closed-form solution for random response of single degree of freedom structure with generalized Maxwell damper based on Ou Jinping spectrum……………………………………………………………………………………………………………………………LIU Meihua,ZOU Wanjie,GE Xinguang,JIANG Yan（58）Research on intelligentization of plate rubber bearing…………………………………………TIAN Yuesong, WU Huiqin,HU Qiang,LI Weizhao,LIU Xianhui,CHEN Junxian,GU Nanrong,ZHAO Hui（65）Analysis of influencing factors of bond interface strength of recycled concrete under direct shear………………………………………ZHANG Shaosong,HUANG Fangwei,CHEN Yuliang,QIN Beilu,QIN Yuquan（71）Application of photovoltaic power generation technology in direct drinking fountain in rural households…………………………………………………………………HAI Tao,REN Jieling,HUANG Guangri,LI Zihui（77）Criterion for ultimate bearing capacity of reinforced concrete slab based on strain energy……………………………………………………………………………………………………XIA Yu,CHANG Yuan,YU Yingye（85）Optimization design based on existing reverberation room……………LIANG Xinjian,ZHOU Hongmei（93）Causes and stability analysis of gravel soil landslide on a mountain road……………………………………………………………………………………………………………HE Weishan,TANG Jun,SONG Zhenghui（100）Research on a deep learning method for solid metal waste classification………………………………………………………………………LYU Dong,WANG Ping,WANG Yuhang,WANG Zhiwen,ZHANG Canlong（104）Investigation of the pharmacodynamic material basis and molecular mechanism of gynostemma pentaphyllum in the treatment of adriamycin cardiomyopathy based on network pharmacology………………………………………………………………………………………………WEI Wei,ZHANG Jijie,LIU Zhongyi,GAO Si（111）Study on the potential targets and mechanism of the active ingredients of Momordica charantia in the treatment of lung cancer based on network pharmacology…………………………………………………………………………………………………AN Huan,ZHONG Yingying,WANG Lei,ZHANG Xinyu,YE Yun（119）。
粘弹性阻尼器对框架结构的减震效果分析
‘ “ 址 『 。 － １ ’
时间 ／ ｓ ～ ～隔
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图 ５ 结构顶层减震前后的加速度 曲线
粘 弹性 阻尼 器 对 框 架 结 性 阻尼器是抗震被 动控制 中一种十分有效 的耗能减震装 置 ， 指 根据 粘弹性 阻尼材 料的力 学性能， 对设置 粘 弹性 阻尼器 的钢 筋混凝 土框 架结构进行 了结构地震 反应时程分析 ， 并根据计算结果对其减震效果进 行 了分析讨论。 关键词 ： 弹性阻尼器 ， 粘 消能减 震 ， 加速度反应 中图分类号 ： ５ ． ＴＵ３２ １ 文献标识码 ： Ａ
如果确定 了粘弹性材料 的参数 Ｇ１Ｇ２和 叩 可按 下式求解粘 ， ，
０的 ∞ ∞ 图 ２ ∞ 云 南 禄 劝 波 加 速 度 曲线 ∞
ｌ … … 隔震前
一
一
一
．
弹性阻尼器的储能刚度 ｋ ｌ ｄ和耗能 刚度 ｋ２ ｄ。
ｋ １ ＧＩ ／ ａ＝ Ａ ｈ， ｋ ２ Ｇ２ ／ ａ＝ Ａ ｈ。
∞
∞ ５＼ ．
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加
０ Ｖ６ ∞ 加
一
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图 １ 某 综合 楼 柱 网布 置 图
２ ２ 减 震效 果分 析 ．
输入 云南禄劝 波 ， 结构 的最大加速 度反 应减少 ４ ． ％， 主 ０ ７ 输 入松潘 文县 波 ， 结构 的最大 加速 度反 应减少 ２ ． ％， 入 Ｅ． 主 ８０ 输 １
高层钢框架粘弹性阻尼器隅撑支撑结构抗震性能分析
ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｂ ｓ ｈ ａ ． ｉｐ ａ ｅ ｎ ｎ ｈ ａ ｅ ｓ ｅ ｒ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｈ ｇ ｕ ｌ ｉ ｇ ｓｅ ｌｆ ｍｅ ｖｓ ｏ ｌｓｉ ａ ｅ ； ｃ ｒ ｅ ｕ ｐ ｒ ； ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ｒ ｓｓａ ｔｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｙ ｒｓ ｉｈ ｂ ｉ ｎ ｔｅ ｒ ｄ ａ ； ｉｃ ｅａ ｔ ｄ ｍｐ ｒ ｏ ｎ ｒｓ ｐ ｏ ｔ ａｔ ｕ ｋ ｅ ｉ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ｃ ｈ ｔ ｆ
在结构适 当部位加设阻尼器的减震方法是 当前结构地震
反 应 控 制 的 重 要 技 术 之 一 ，国 内 外 １ 程 都 已 有 不 少 应 用 实 二 例 Ｊ ，特 别 是 粘 弹 性 阻 尼器 具 有 计 算 模 型 易 于 确定 ，耗 能 能
准线 性 固体 模 型 。而 Ｓ Ｐ ０ ０有 限 元 软 件 采 用 的 是 Ａ ２０
ｖｉｃ ｅａｓｉ ｍｐ ｒ ｓ ｏ ｌ ｔｃ ｄａ ｅ ｗｅ ｅ ｐｐ ｉｄ． Ｔｈ ｆｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ａ ｌｓｓ ｏ ｔ ｒ Ｓ ２０ ０ ｒ ａ ｌｅ ｅ ｉ ｉｅ ｌ ｍｅ ｔ ｎａｙ ｉ ｓ ｆｗａ ｅ ＡＰ ０ ｗａ ａ ｐｌｅ ｔ ｔ ｅ ｌｓｏ ｌｓｉ ｔｍｅ ｓ ｐ ｉｄ ｏ ｈ ｅａ ｔ ｐａ ｔｃ ｉ ｓ ｑ ｎ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｄ ｒｔ ｅ ｈ ｒｚ ｎａ ｅ ｒｈ ｕａ ｅ ｏ ｅ ｐｌｉ ｈｅ ｃ ｌｕｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｆ ｔ ｔｕ ｔ ｒ ｄ ｎ ｍ ｉ ｅ ｔ ｅ ａ ｅ ｕｅ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｕｎ ｅ ｈ ｏ ｉｏ ｔｌ ａ ｑ ｋ ｔ ｘ ａ ｎ ｔ ａｃ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓｏ ｈｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｙ ａ ｃ ｆ ａｕｒｓ ｎｄ ｔ ｅ ｒｈ ａ ｅ ｐ ｎｓ ｓ Ｔｈｅ ｅ ｕｌｓ ｈ ｗｅ ｔ ｔ ｈ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐｐ ｔ ｆ ｈｅ ｉｃ ｅ ａ ｔｃ ａ ａ ｑｕ ｋｅｒ ｓ ｏ ｅ ． ｔ ｒ ｓ ｔ ｓ ｏ ｄ ｈａ ｔ ｅ ｏ ｎ ｒ ｕ ｏ ｏ ｔ ｖｓ ｏ ｌ ｓｉ ｄ ｍｐｅ ｗｏ ｌ ｎｏ ｈ ｖ ｏ ｖ ｏ ｓ ｒ ｕｄ ｔ ａ ｅ ｂ ｉｕ ｉｆｕｅ ｃ ｏ ｈ ｓ ｌ ｖｂ ａ ｉｎ ｎ ｌ ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｆ ｉ ｒ ｔｏ ｐｅ ｏ ｏ ｔ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｉ ｒ ｄ ｆ ｈ ｓｒ ｃ ｕ ｅ， ｂ ｗｏ ｌ ｈａ ｅ ｂ ｉｕｓ ｏ ｔｏ ｅｆ ｃｓ ｏ ｈ ｔ ｐ ｌｏ ｒ ａ ｕｔ ｕｄ ｖ ｏ ｖｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｆｅ ｔ ｔ ｔｅ ｏ ｆ ｏ ｍ ｘ
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用
粘 弹 性 阻尼器 在 框 架 结 构 抗 震 中 的应 用
谭小蓉
（ 西安铁路职业技术学 院，陕西 西安
摘 要 ：本 文以某框 架结构 为例 ，采 用粘 弹性 阻尼 器
７ １ ０ ６ ０ ０ ）
对结构进行 抗震加 固，通过 大型有 限元对 该工程 进行地震
反应分析 ，对抗震能力不足之 处采取加 固 措 施。分析表 明， 采用粘弹性 阻尼 器加 固能 有效 降低 结 构的地 震反应 ，有很 好 的经济效益和 社会 效益 ，在 建筑物 的抗震 加 固 中将会有
２ ０ １ ３ 年 第 ３期
第３ ９卷 总第 １ ７ ３ 期
ｌ ｔ 』 芝材 ａｂ
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ￣ｎ
— — — — —
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２ ０ １ ３ 年 ６月
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２－ ４ ０ １ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ３
快捷 。 因此本工程采用粘弹性阻尼器对该建筑进行抗 震加 固。
３ ． ２ 阻尼 器布 置 方案 的确 定
置产生摩擦 、弯 曲弹 塑性 滞 回变形来 耗散 或吸 收地震输 入
粘弹性阻尼器是 由高耗能粘弹性 材料和约 束钢板组成 ， 钢板和粘弹性材料 通过 硫化 的方法 粘结 在一起 。在地震 激
体系相 比 ，耗 能减震 结构体 系用下，阻尼器产生位移，阻尼器中的粘弹性材料因变
形而耗散大量 能量 ，从 而达 到减小 结构 振动 的 目的。本 工 程所采用的粘弹性 阻尼 器如 图 ｌ 所 示 ，布置 形式 是在人 字
斜撑上设置粘 弹性 阻尼器 ，如图 ２所 示 。粘 弹性 阻尼器 一
耗能减震技术在结构减震中的应用研究(文献综述)
文献综述耗能减震技术在结构减震中的应用研究1. 前言传统的抗震设计是利用结构本身的抗震性能抵御地震作用，以达到抗震的目的,这是“硬碰硬”式的抗震, 是一种消极被动的抗震方法。
耗能减震技术[1]原理是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的，以减小主体结构地震反应或减轻其破坏, 达到抗震的目的。
1972 年新西兰的Kelly等人[2]首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。
为了改善地震作用下结构的工作性能，近年来国内外已开发出了各种耗能阻尼器。
目前, 已开发出多种耗能减震装置, 它们可归纳为以下三类:(1) 金属阻尼器;(2) 摩擦耗能减震装置;(3)粘弹性阻尼器。
因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。
加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西兰和美国等国家已将耗能减震装置应用到建筑中以减轻建筑物的地震反应, 以及在某些情况下减轻建筑物中设备振动损害的危险性。
本文总结了国内外耗能减震技术研究和工程应用的最新进展。
2. 耗能能减震的概念及原理消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。
装有阻尼（消能）装置的结构称为耗能减震结构。
耗能减震的原理[8]可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：（a ）地震输入； （b ）传统抗震结构； （c ）消能减震结构图1 结构能量转换途径对比传统抗震结构：in v c k h E E E E E =+++ (1)耗能减震结构：''''in v c k h d E E E E E E =++++ (2)式中：E in 、E in ′——地震过程中输人结构体系的能量；E v 、E v ′——结构体系的动能；E c 、E c ′——结构体系的粘滞阻尼消能；E k 、E k ′——结构体系的弹性应变能；E h 、E h ′——结构体系的滞回消能；E d ——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。
粘弹性阻尼器对空间桁架结构减震设计与分析
式 中：。 与 依次为弹性组件和粘性组件产生的应力 。可知该模型的本构关系为
ｒ ０ ＝ｑ ＋ｇ （） ２
式 中 ： 为 总应 变 ； 。 ｇ分 别 为粘 弹性 材料性 能确定 的系数 。由式 （ ） ７ ｑ和 ２可得 出粘 弹性 阻尼器 的力一 位移
ｎ Ｇ＂ ｖ ￣ Ａ
—
ｃ 一： —
（） ５
Ｃｔ Ｏ
式 中 ： Ｉ Ｇ” Ｇ ， 分别 为粘 弹性 材 料 的储 能剪切 模 量 和损耗 剪切 模量 ； ， 、 为粘 弹性 阻尼 器 的粘 弹性层 数 ； 为 ｔ
粘弹性层厚度 ； ， 为粘弹性层面积 ；Ｏ Ｃ为激励频率 ， 常取结构的第一 自振频率 。
２ 实 际工 程 应 用
２１ 工程 背景 与有 限元模 型建 立 ．
厦门市五缘音乐厅为大跨空间桁架体系 ， 采用钢管与钢管混凝土组合结构。主跨 ２ 高度 ３ 上 ３ ｍ， ０ ｍ； 弦杆和下弦杆采用 ｌ２、 ５ 壁厚 １ ｍ热轧无缝 圆钢管 ； ０ ｍ 腹杆采用 ｌ４、 ｌ 壁厚 ６ｉ ｍ热轧无缝 圆钢管 ； ｆ ｌ 柱 采 用 ｌ ０ 壁 厚 ４ Ｔ、 凝 土强 度 等 级 为 Ｃ ０的 钢 管 混 凝 土 。结 构 所 在 地 区抗 震 设 防烈 度 为 ７ ０、 ０ ０ ｌ混 ｍｌ ３ 度 （ １ ） 建筑场地类别为 Ｉ类 ， 第 组 ， Ｉ 根据钢结构规范 ， 结构整体 阻尼 比为 Ｏ ２ ． 。利用 Ｓ Ｐ ００ ０ Ａ ２ ０ 建立有 限元
收 稿 日期 ：０ １０ ．６ ２ １－５ １
Ｆ
图 １ Ｋｅ ｉ 模 型 ｌｎ ｖ
Ｆｉ ． Ｋｅｖ ｎ ｍ ｏ ｅ ｇ１ ｌｉ ｄ９９ ５０ ）江苏省 自 然科学项 目（ Ｋ ０１６ ）江苏省普通高校研究生创新 人才培 Ｂ ２ １０３ ；
结构地震响应的主动、半主动、被动控制耗能机理对比的开题报告
结构地震响应的主动、半主动、被动控制耗能机理对比的开题报告一、研究背景地震是一种自然灾害，具有强烈的破坏力，对建筑物、桥梁、船舶等重要的结构设施都会造成极大的灾害。
因此，对于建筑结构的地震响应控制和减震技术研究已成为建筑工程领域中的重要课题之一。
目前，结构地震响应控制技术主要包括主动控制、半主动控制和被动控制。
这些控制技术都采用了各自不同的耗能机理来实现控制结构振动的目的。
因此，本文旨在探究这些控制技术的耗能机理及其优缺点，并比较其性能表现，为结构地震响应控制技术的研究提供参考。
二、研究内容1. 主动控制主动控制技术是通过外力输入来实现结构控制。
控制设备会通过对结构输入预设的控制力或调整支座刚度或阻尼来实现结构的控制。
这种耗能机理通常采取主体辅助控制方式，其优点是控制反应灵敏、控制性能稳定，并且能够适应各种振动条件。
然而，它的缺点是控制装置较为复杂、体积较大、成本较高，还会产生大量的噪音污染。
2. 半主动控制半主动控制技术通过调整结构自身的特性来实现结构控制。
一个典型的半主动控制结构中包括一个作为控制器的驱动器和一个作为控制器控制信号来源的传感器。
半主动控制技术所采用的耗能机理可以使结构响应最小化，并能够实现更加精细的控制。
和主动控制相比，半主动控制的成本较低，且安装和维护也相对较为方便，但是，其控制频段较窄，控制的实效性和实用性限制较大。
3. 被动控制被动控制技术通过安装在结构中的一种或多种被动装置（如形状记忆合金、粘弹性材料、摆锤等）来实现振动能量的吸收。
被动控制的耗能机理是在结构的受力状态下实现能量的吸收或分散，并将之消耗为热量或弹性储存。
这种办法具有结构可靠性高、不需要额外的控制装置、有非常好的适用范围等优点。
但是，被动装置的适应范围和适用效果都是有限的，一般只适用于小幅度振动的情况，且其控制机理比较复杂，实践中实现起来非常困难。
三、研究意义全球范围内结构抗震研究的迫切需求，使得各种控制技术不断发展完善。
粘滞阻尼结构的随机地震响应分析
Ａ 一 （ 一 Ｋ一 ｃ ）
１ ． ２ 地 震 动 模 型
）
） ．
采用 基 于 状态 空 间 下 的虚 拟 激 励 法 ， 用 ＭＡＴ—
１ ０ ｋ Ｎ／ ｍ． 粘 滞 阻尼 器等 效线 性化 后 的等 效 阻尼 为 将式（ １ ）转化 为状 态空 间方程 ：
Ｚ — ＡＺ ４ － Ｂ ． ｚ ， （ ４ ）
３ ×１ ０ 。 ｋ Ｎ・ ｓ ／ ｍ． 地 震 动模 型 参数 根 据 场 地类 型 选 取 特征 阻 尼 比 ￡ ， 一０ ． ７ ２ ， 场 地 的 特 征 周 期 叫 ＝ ＝ ：
图 ５ 第 ６层 减 震 结 构 与 非 减 震 结 构 位 移 谱 密 度
Ｆｉ ｇ ．５ Ｓｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｘ ｔ ｈ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｄａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｈｏ ｃ ｋ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
狄 生 奎 ～， 赵 子 斌 ， 李 凯 峰
（ １ ． 兰州理Ｔ大学 土木 ｌ 厂 程学 院， 甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ５ ０；
２ ． 西部土 木． ［ 程防灾减灾教育部二 ｒ 程 研 究 中心 ， 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘 要 ： 考虑到 地震动具有 随机性 ， 利 用过 滤 白噪 声地震动模 型 ， 采 用虚拟 激励 法对粘 滞 阻尼结 构在 随机 地震 下进 行响应 分析 ， 建立 粘滞 阻尼 结构 的状 态空 间方程 ， 在状 态方程 中求解减 震结 构 的响应 统
粘弹性阻尼器对高层建筑减震效果分析
Ｋｄ
善以及解决这类建筑结构的抗震设计是必要 的、 可
行 的 。结 构振 动 控制是 通 过调 整结 构动 力特 性 的途 径 ， 减 小结 构在 地震 等激 励下 的振 动 响应 ， 而保 来 从 护结 构 以及结 构 附 属物 不 受 损 坏 。 结 构 振 动 控制 技术 依 据其控 制 措施 是否 依赖 外部 能源 可分 为被 动
・
１ ２２ ・
计算结果加 以分析 。图 ８为结构 Ｙ方 向输入 Ｅｃｎ ｌ — ｅ
ｔ 地 震 波 时 ， ｌ 的动力 响应 时 程 曲线 。 ｒ ｏ 第 ５层
＋ 受 控
专 专ｉ
”
＋ 受 控
旨 ｇ
“ … ”≯ ● ． 芏 ： ｛…
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渣
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《 矗
方案 是 可行 的 ， 且 Ｖ Ｄ装 置 不但 为结 构 提供 了一 并 Ｅ
定 的刚度 ， 使其可以抵抗结构变形 ， 更为结构提供 了
较大 的 阻尼 ， 结构 的动力 响应 幅值 得 到削 减 。 使
图 ９为 结构 在 加 和 未 加 Ｖ Ｄ 装 置 计 算 得 出 各 Ｅ 楼 层 的层 间位移 角 ， 图 中可 以看 出 ， 加 Ｖ Ｄ时 ， 从 未 Ｅ 结 构 的层 间位移 角 在 １ ８—２ ８层 时 超 出 了规 范 的 限
控制、 主动控 制 、 主动控 制 以及混 合控 制 。鉴 于各 半 种 振动 控制 技术 的特 点 ， 文选 取 在 结 构 中设 置 本 粘 弹性 阻尼 器 （ Ｅ 的方 案 来 进 行结 构 减 震 控制 。 Ｖ Ｄ）
这是 由于 Ｖ Ｄ 可 以在较 宽 的频 带 范 围 内对振 动 进 Ｅｓ 行 抑制 ， 别适 用 于 随机 和 宽 带 领域 中动 力 环 境 的 特 减 震 问题 （ 地震 和 风振 ） 另外 ， 如 。 此方 法 也 是 目 前 国内应 用较 多 、 为成 熟 的消能 减震 方法 ； 较 它具 有
建筑结构的隔震与消能减震的分析研究
摘要:伴随我国经济的飞速发展，建筑业有了很大的发展，人们对建筑物安全性、耐久性与适用性的要求不断提高。
我国地域广阔、地震灾害发生范围较广，加上近年来地壳活动异常活跃，地震频发，就建筑结构隔震、减震的研究也活跃起来。
本文在参考了多个文献资料后，通过对地震作用所造成的危害的研究，分析传统抗震方法的不足，通过对隔震及减震原理的分析，重点阐述几种隔震减震方法，希望能为以后建筑结构的设计提供理论借鉴，减少自然灾害对人们生命、财产安全的威胁。
关键词：隔震消能减震抗震设计0 概述地震是一种自然现象，全世界每年大约发生500万次地震，大多数地震都需灵敏的仪器才能测量到，而人能直接感知的也就大约占1%左右。
我国是多地震国家，地震区分布广大，历次大地震给人民生命财产带来了巨大损失。
建筑物除了承受竖向荷载外，还要承担风和水平地震荷载的作用，建筑物越高，这个水平荷载效应就越明显。
我国41% 的国土、50%以上的城市位于地震烈度7度以上的地区，面临的地震灾害形势非常严峻。
地震是人类面临的最严重的突发性的自然灾害之一，对人类社会造成很大的危害:1976年唐山发生的7.8级强烈地震，倾刻间，百余万人口工业城市被夷为平地，造成24.2万人死亡，16.4万余人重伤。
自1900年有记录以来，我国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%。
随着经济的高速发展，城市化使人口和财富高度密集，强烈地震造成的伤亡和损失将越来越大，地震后的修复和城市的复兴就越有难度，对国家经济发展和社会稳定的冲击也将更为剧烈。
近些年来，四川的汶川地震、青海的玉树地震以及最近的日本地震都造成了巨大损失，这都是有目共睹的。
因此在建筑结构设计中是否充分考虑抗震问题、是否合理的运用了相关的抗震措施是事关人民生命财产安全的重要问题。
建筑结构中的抗震设计尤为重要。
隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的有效技术。
适应我国经济发展的需要，有条件的利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的地震灾害，是完全可能的。
阻尼连体结构地震响应影响参数研究
７４ ０ ； ３ ０ ０
波 ， 论 了毗 邻 结 构 自振 周 期 比 与 连 接 体 阻尼 刚 度 变 化 对 阻尼 连 体 结 构 地 震 响 应 的 影 响 。 研 究 结 讨
果表 明 ： 毗邻 结构 自振 周期 比与连体 阻尼 刚度 对 结构 的地震 响应 影 响较 大 ， 存在 一 个使 结构地 震响 应 为最优 的周 期 比与 阻尼 刚度值 ， 实际＿ 程 应 用和研 究提 供一 些参 考 。 为 Ｔ －
第３ ４卷
第 １期
西
北
地
震
学
报
Ｖｏ ｜３ Ｎｏ １ ｌ ４ ．
Ｍ ａｃ ｒ ｈ。２０１ ２
２１ Ｏ ２年 ３月
ＮＯＲＴＨＷ ＥＳ ＴＥＲＮ ＥＩ Ｍ ＯＬ Ｓ Ｓ ＯＧＩ ＣＡＬ Ｊ ｏＵＲＮＡＬ
阻 尼 连 体 结 构 地 震 响 应 影 响 参 数 研 究
李春 锋 ，杜 永 峰 ，李 慧 。 。
层 模 型 对 其 进 行 抽 象 和 概 括 ， 用 Ｎｅ 运 ｗｍａ ｋ ｐ数 ｒ—
值 算法 ， 连 接 体 连 接 方 向输 入 Ｅ ｅ ｔｏ ９ ０波 沿 １Ｃ ｎｒ ｌ ４ 进 行 动力 时程分 析 ， 重 探 讨 毗邻 结 构 自振 周期 比 着
《 层建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 》 Ｊ Ｊ —２ ０ ） 高 （Ｇ ３ ０ ２ 将 高层 连体 结 构列 为 复 杂 高层 建 筑 结 构 ， 给 出 了连 并 体结 构 的设计 条例 。在前期 的研究 中Ⅲ ｊ 针对 阻 尼 １ ，
３ ４
西
北
地
震
学
报
第 ３ ４卷
１ １ 计 算模 型的 建立 与假定 ． 由于 高层 连 体结 构 体 系 的复 杂 性 ， 在进 行 结 构
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式（ ） １ 和式 （ ） 整 理 可 化 为 ： ４经 ｆ ＋２ ０ ＋ ２ ＋卢 Ｐｔ￡ ０ Ｉ ｌ （）
【 Ｐｌｔ （）＋Ａ Ｐｌｔ （）＋： ｃ
＋ ２
［ 定稿 日期］０ １— ９—１ ２１ ０ ９ ［ 基金项 目］ 西高校 百名 中青年学科 带 头人 计划 项 目 广
（ Ｃ ０ ６ ８４ １ ） 广 西 科 学 基 金 项 目（ ５５ ２ ） 广 西 自然 Ｒ ２ ０Ｏ １０７ ； ０７０１ ； 科 学基 金 项 目（ ４ １０ ） 广 西教 育厅 科 研 项 目（ ５８ ５ ） ０８０１ ； ０ ０ ０２
Ｐ ｚ ＝ 居 ２＝ｋ ｘ ＋Ｐｌｚ （） ｂ ｏＩ （）
Ｐ１ｔ （）＋Ａｌ （） ＝ ｃ Ｐ１ ｔ ｌ ｌ
式 中： ＝ ｋ 为松 弛系数 。 Ａ ｃ／ ，
由式 （ ） 式 （ ） 得 ： ２和 ３可
一
［ 者简介 ］ 作 李创第 （９ ４～） 男， 士， １６ ， 博 教授 ， 从事 结构
Ｋ ｌｉ模 型 、 ｅｎ ｖ 标准线性 固体模 型 、 分数导 数模 型等 。在 Ｍａ— ｘ
ｗ ｌ模型基础上可 扩展 为三参 数 的粘 弹性模 型。对支 撑 的 ｅ ｌ 影响 ， 在试验和大量数值 计算 的基础 上 ， 国的抗震规 范通 我 过限制最小支撑刚度来保 证支 撑与阻 尼器 串联 的复 合阻 尼 元件发挥或接近纯阻尼元件的效果 ＿ 。为提高精度 ， ３ Ｊ 有必 要 考虑有限支撑刚度的影响。 频域分析法是直 接对微 分方程 求解 ， 具有 物理概 念强 、 系统动态特性曲线直观的优点 ， 是控制理论 中极为重要 的基
比 Ｊ国外 Ｓｏｇ ， ｏｎ 教授 团队已建立 了模 态应变能法近 似计 算
等 效 阻 尼 比 Ｊ研究 表 明 ， 两 种 方 法所 得结 果相 同 ， 质 是 ， 这 本
一
致 的 。 描 述 粘 弹 性 阻 尼 器 的 力 学 模 型 主 要 有 Ｍａｗ ｌ 模 型 、 ｘｅ ｌ
图 １ 结 构模 型
式 中 ： ０ＢｌＢ ， ＡｌＡ ， 曰 ， ， Ａ ， ， Ａ ２ ０ ２ ３同式 （ ７ 。 １ ）
（） ３ 算 ９
例
某一单 自由度结构 的质量 ｍ ＝３ ２×１ ｋ ， ０ ｇ 结构本 身 固 有周期 、 自振频率 、 刚度 、 阻尼 比分别为 Ｔ ＝ ． ８Ｓ 。 ０ ７ ， ＝ 。 ２
上设置 粘 弹性 阻尼 器 ， 相 应 参 数 为 ｋ ＝２０ Ｘ１ Ｎ ・ 其 ． ０ ０
ｍ 一
，
式 ： 。 音 ∞ 告 ＋ 中 ２ 。 ；
一
ｃ ： ０×１ Ｎ － ｍ 一 ， ：３０×１ Ｎ ・ 一； 文 １ ３ ０ ｓ・ ０ ０ ０ ｍ 由
献 【０ 可知 ， ｌ］ 其在 中等场地 ， 地震 烈度 ， ７度条 件下 ， ＝ 地震
粘弹性阻尼器是一种用于减 小多、 高层建筑 的风振和地
震 反 应 的阻 尼 减 震 器 。 当结 构 中加 上 粘 弹 性 阻 尼器 后 ， 构 结
【 文献标识码 】 Ａ
的刚度和阻尼都会显著地增加 ， 粘弹性阻尼 器正是通过改 变 结构 的动力特性 以达到减震 目的的 … 。近年来 ， 粘弹性 阻尼 器等被动控制技术 已广泛应用 卜 。 对不考虑支撑影响的粘弹性阻尼器耗能结构 ， 国内欧进 萍教授 已建 立 了强 行解 耦 法 近似 计 算 各振 型 的 ） 男， 士研 究生 ； 邱 １８ ， 硕 熊超 （９ ８～） １８ ，
男， 士研究生。 硕
四川建筑
第３ ２卷 ３期
２ １ ．６ ０ ２ ０
ｌ９ ３
１辫 ．
＝ ＋
㈦
，
式（ ） ８ 可进一步化 为：
Ｐｌ￡ （）＋Ａ 户ｉｆ ＝ ｃ （） 舯 ＿ Ａｌ
攀 霉 溪
带 支 撑 粘 弹 性 阻 尼 器 耗 能 结 构 的 随 机 地 震 响 应 分 析
李创 第 ， 贤 波 ， 超 邱 熊
（ 广西 工学 院土 木建筑 工程 系 ， 西柳 州 ５ ５ ０ ） 广 ４ ０ ６
【 要】 对带支撑粘弹性阻尼器单 自由度耗能结构的随机地震响应进行了 摘 研究。首先建立了结构的
本 方 法 Ｊ 。
ｎ ４２ 计 鼻 楔 型
１ 结构 运动 方程
设单 自由度结构 的质量 、 刚度 和阻尼为 ｍ、 和 ｃ带支撑 Ｊ ｝ ］ ；
刚度为 ｋ 的三参数 粘弹性 阻尼 器参数分 别为 ｋ 、 和 ｃ 。ｋ ， 其 阻尼力为 Ｐ（） 结构相对 于地 面位移 为 ， 尼器和 支撑 ； 阻 的相对 于地 面的位移 分别 为 和 ： 则在 地震 动 作 用 ；
运动方程 ， 然后 应用频域 法获得结构位移响应方差的解析解 ， 并给 出了算例。分析表明 了阻尼 器的明显减震
效 果和 支撑 对 减 震 效 果 的 影 响 。
【 关键词 】 抗震设计 ； 粘弹性 阻尼器 ； 支撑 ； 频域 法； 随机响应 【 中图分类号 】 Ｔ ３１３ Ｕ １．
由式（ ） 式（ ） 得 ： ４和 ５可
－
由式 （ ） 得 ： ６可
一
Ｐｌｔ （）
（） ６
下 ， 结构简 图及其计 算简 图如 图 １和 图 ２ 其 结构运 动方 原 ，
程为 ：
）
（） ７
＋ｃ ＋Ｐ 一 ｇ ＋
ｌ
（） １ （） ２ （） ３
（） ４
激励 （） ｔ 的功 率谱 密度 函数 的参数取值为 ：
ｇ
ｈ
ｍ（ ｝ ｋ， ０ ＋ｋ ）
＝０． ０， ｓ＝ １ ． ８ ６ ５ｓ
２ 频 域法 分析 随机地震 响应 一 一ｍ
设单 自由度结 构系统受 到的地震输入为谐和激励 ：