非理想型颗粒惯容系统的减震性能研究

摘要

该文考虑了非理想型惯容器中阻尼的存在,将PTMD与惯容系统(惯容单元和阻尼单元并联)相结合,提出一种新的减震系统—颗粒惯容系统(Particle Inerter System,PIS)。首先,基于简谐荷载激励分析了惯容系统的动力响应特性;随后,建立了PIS基于单自由度结构的运动控制方程,对比研究了PIS和PTMD在地震激励下的减震性能;最后,以El Centro波为例,对PIS的减震机理展开分析,并得到惯质比和阻尼系数对PIS控制效果的影响。研究表明,PIS在不同地震激励作用下的减震性能良好,相较于PTMD减震效果更好,可以有效抑制单自由度主体结构的震动;在El Centro波作用下,PIS相比于PTMD的峰值和均方根响应减震优势均在26%以上,阻尼器工作行程减少47.54%,阻尼器的耗能效率更高,进而可实现高性能要求下PTMD的轻质化设计;随着惯质比的增大,PIS的控制效果呈上升趋势,而阻尼系数则恰恰相反。