非比例阻尼隔震结构反应谱方法研究及平扭耦联动力分析

摘要

基础隔震是现阶段应用最广泛、技术最成熟的一种被动控制体系。隔震体系中隔震层与上部结构所采用的材料在性质上截然不同，因此其运动方程的阻尼矩阵呈现出较为明显的非比例特性。采用分区Rayleigh阻尼模型描述了隔震体系的这种非比例特性，建立了偏心非比例阻尼隔震结构的平扭耦联运动方程。采用时程分析法，分析了刚度偏心、质量偏心及隔震层阻尼对多自由度非比例阻尼偏心隔震结构动力响应的影响。 由于具有非比例阻尼特性，常规的实振型分解法对于隔震体系不再适用。本文以作者所在课题组提出的多自由度非比例阻尼隔震体系实振型分解法为基础，忽略了低阶振型阻尼耦合项对高阶阵型阻尼耦合项的影响，建立了多自由度非比例阻尼隔震体系的简化实振型分解法，并对该算法的精度进行了分析。分析结果表明，本文算法在计算精度上能满足工程设计要求。 鉴于目前动力分析中所采用的时程分析法在统计意义上存在可信度不高且计算繁琐等缺点，将本文中的简化实振型分解法与随机振动理论相结合，借鉴SRSS思想给出了利用位移反应谱来估计隔震层位移及上部结构层间剪力的方法。通过3个实际的工程计算分析可知，本文建立的位移反应谱估计方法是一种能满足工程计算精度的简化计算方法。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2结构振动控制技术概念及分类

1.3隔震结构概述

1.3.1隔震结构国内外发展及研究状况

1.3.2隔震结构的基本原理

1.3.3隔震结构的组成及分类

1.3.4隔震结构的优点和使用范围

1.4结构非比例阻尼的概述

1.5本文课题来源和研究的内容

1.5.1课题的来源

1.5.2本文主要研究内容

第2章隔震结构非比例阻尼计算模型

2.1比例阻尼的计算模型

2.1.1 Rayleigh阻尼模型

2.1.2 Clough阻尼模型

2.2非比例阻尼线性系统的解耦方法

2.2.1复模态计算方法

2.2.2基于实振型分解法的近似计算方法

2.3隔震结构的非比例阻尼计算模型

2.3.1等价剪切型阻尼模型

2.3.1分区瑞雷非比例阻尼模型

第3章非比例阻尼隔震结构平扭耦联地震反应分析

3.1基础隔震结构设计的基本原则及流程

3.2单质点模型基础隔震结构动力分析

3.2.1单质点模型的运动方程

3.2.2基于单质点模型的隔震结构简化设计方法

3.3多质点模型基础隔震结构运动方程建立

3.4非比例阻尼隔震结构平扭耦联地震反应分析

3.4.1运动方程的建立

3.4.2算例分析及结论

第4章非比例阻尼隔震结构的实振型分解改进方法

4.1引言

4.2非比例阻尼隔震结构的实振型分解法简化计算方法

4.3.1广义坐标下运动方程及阻尼耦联特性

4.3.2频域坐标下运动方程的解耦

4.3.3几何坐标下非比例阻尼隔震结构动力响应

4.3算例分析

4.3.1工程动力参数

4.3.2计算结果及分析

第5章非比例阻尼隔震结构地震响应的位移反应谱简化计算方法

5.1引言

5.2非比例阻尼隔震结构反位移应谱计算方法

5.2.1隔震层位移响应位移应谱计算方法

5.2.2上部结构的底层最大层间剪力位移反应谱计算方法

5.2.3上部结构各层层间剪力估计方法

5.3算例分析

5.3.1工程动力参数

5.3.2计算结果及分析

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录