一种用于相邻建筑结构的粘弹性阻尼器设计方法

摘要

一种用于相邻建筑结构的粘弹性阻尼器设计方法，属于建筑结构所使用的阻尼器设计方法，解决现有阻尼器设计方法繁琐、不具有通用性的问题。本发明包括(1)确定控制目标步骤；(2)第一控制目标优化参数计算步骤；(3)第二控制目标优化参数计算步骤；(4)阻尼器刚度系数和阻尼系数计算步骤。本发明方便快捷，仅利用两座相邻建筑结构的第一阶自振频率和总质量，便可采用通用解析表达式确定出粘弹性阻尼器最优的刚度系数和阻尼系数，能够很方便的帮助工程师们选择阻尼器的参数值，从而再根据此参数值来制作符合要求的阻尼器，对于相邻结构振动控制体系的应用推广具有重要的意义。

主权项

1.一种用于相邻建筑结构的粘弹性阻尼器设计方法，包括下述步骤： （1）确定控制目标步骤： 对于两座相邻建筑结构，在对应楼层相同标高楼板处水平设置粘弹性阻尼器，连接相邻建筑结构，确定两座建筑结构的第一阶自振频率ω_j和总质量M_j，j＝1、2；第一控制目标是使其中一座建筑结构的平均相对振动能量最小，则将作为控制目标的一座建筑结构作为第一座建筑结构，转步骤（2）；第二控制目标是使两座建筑结构总的平均相对振动能量最小，则将其中自振频率较大的结构作为第一座建筑结构，转步骤（3）； 建筑结构的总质量M_j和建筑结构的第一阶自振频率ω_j依据下述过程求得： （1.1）计算建筑结构的总质量： M_j＝m₁＋m₂＋…＋m_n， （1.2）计算质量矩阵M和刚度矩阵K： 其中，m_i为建筑结构第i层的质量，k_i为建筑结构第i层的层间刚度，i＝1、2、…、n，n为建筑结构的层数； （1.3）计算自振频率 根据方程|K-ω²M|=0，解出n个自振频率，其中最小的自振频率为第 一阶自振频率ω_j； （2）第一控制目标优化参数计算步骤： 计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β=ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ=M₁/M₂；其中，ω₁、ω₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的第一阶自振频率，M₁、M₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的总质量； 当β≤1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为： 当β>1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为： β_opt=0,转步骤（4）； （3）第二控制目标优化参数计算步骤： 计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β=ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ=M₁/M₂； 当μ<1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为： β_opt=0,当μ≥1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为： 转步骤（4）； （4）刚度系数和阻尼系数计算步骤： 粘弹性阻尼器的刚度系数k_dopt与阻尼系数c_dopt为： k_dopt=β_optω₁²M₁,c_dopt=2Δ_optM₁ω₁； 所述优化刚度系数k_dopt和优化阻尼系数c_dopt是指连接相邻建筑结构的所有粘弹性阻尼器的系数和，每一层粘弹性阻尼器的刚度系数为k_dopt/N，阻尼系数为c_dopt/N，其中N为安装粘弹性阻尼器的总楼层数。