帶Maxwell阻尼器耗能結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)與非平穩(wěn)隨機地震響應(yīng)分析
本文關(guān)鍵詞: 隨機平均法 Maxwell 擴階復模態(tài)法 模態(tài)應(yīng)變能法 出處:《廣西科技大學》2015年碩士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:在現(xiàn)今的計算結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的各種方法中,模態(tài)應(yīng)變能法和以第一頻率為基本固有頻率的振型分解法是應(yīng)用的最普遍的方法,對于Maxwell型粘彈性阻尼器耗能結(jié)構(gòu),由上述兩種方法建立的等效系統(tǒng),它的假設(shè)條件較多,對結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)和響應(yīng)方差誤差較大。故而,獲得便于工程設(shè)計人員使用且計算精度高的等效系統(tǒng),是一項有意義的研究課題。通過隨機平均法,對帶Maxwell型粘彈性阻尼器單自由度和多自由度耗能結(jié)構(gòu)的隨機地震響應(yīng)進行了分析,然后基于隨機平均法對Maxwell阻尼器耗能結(jié)構(gòu)進行了等效自振和等效強振分析,并且還對帶Maxwell型阻尼器耗能結(jié)構(gòu)在平穩(wěn)隨機地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行了分析。應(yīng)用擴階復模態(tài)法,對于在建筑結(jié)構(gòu)中安裝了Maxwell阻尼器的耗能減震結(jié)構(gòu),將阻尼器的本構(gòu)方程引入到結(jié)構(gòu)的運動方程中,然后再利用結(jié)構(gòu)的原方程與阻尼器的本構(gòu)方程建立一個狀態(tài)矢量,對方程進行擴階處理,把結(jié)構(gòu)的運動方程變?yōu)闀r不變的一階微分方程,進而解出單自由度和多自由度帶Maxwell阻尼器耗能減震結(jié)構(gòu)隨機地震響應(yīng)的精確解析解,并分別對它在平穩(wěn)和非平穩(wěn)的隨機地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行了分析。對單自由度和多自由度帶Maxwell型阻尼器耗能減震結(jié)構(gòu),分別采用了近似法和精確法進行了對比分析,其中近似法為隨機平均法和模態(tài)應(yīng)變能法,精確法為擴階復模態(tài)法。通過這三種方法,分別對安裝了Maxwell型阻尼器的耗能結(jié)構(gòu)進行了隨機地震響應(yīng)分析,并且通過工程實例,還對其在平穩(wěn)白噪聲地震激勵下的隨機地震響應(yīng)進行了精度分析。
[Abstract]:The modal strain energy method and the mode decomposition method with the first frequency as the basic natural frequency are the most popular methods for calculating the seismic response of structures. For the viscoelastic dampers of Maxwell type, the mode strain energy method and the mode decomposition method with the first frequency as the basic natural frequency are the most popular methods. The equivalent system established by the above two methods has many hypothetical conditions and large variance error to the displacement response and response of the structure. Therefore, an equivalent system which is convenient for engineering designers and has high calculation accuracy is obtained. By means of stochastic averaging method, the random seismic responses of single-degree-of-freedom and multi-degree-of-freedom structures with Maxwell viscoelastic dampers are analyzed. Then, the equivalent natural vibration and the equivalent strong vibration of the Maxwell dampers are analyzed based on the stochastic averaging method, and the structural responses of the dampers with Maxwell dampers under stationary random earthquake excitation are also analyzed. For the energy dissipation structure with Maxwell damper installed in the building structure, the constitutive equation of the damper is introduced into the motion equation of the structure, and then a state vector is established by using the original equation of the structure and the constitutive equation of the damper. By extending the order of the equation, the equation of motion of the structure is transformed into a time-invariant first order differential equation, and then the exact analytical solution of the random seismic response of the structure with single and multiple degrees of freedom with Maxwell dampers is obtained. The structural responses under stationary and non-stationary random earthquake excitation are analyzed respectively. The approximate method and the exact method are used to compare and analyze the energy dissipation structures with single degree of freedom and multiple degrees of freedom with Maxwell dampers, respectively. The approximate method is the stochastic average method and the modal strain energy method, and the exact method is the extended complex mode method. Through these three methods, the random seismic response analysis of the energy dissipation structures with Maxwell dampers is carried out, and the engineering examples are given. The accuracy of random seismic response under stationary white noise excitation is also analyzed.
【學位授予單位】:廣西科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TU352.1
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本文編號:1506785
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