多塔结构多维易损性分析及振动控制优化设计研究

发布时间：2020-05-19 14:30

【摘要】：非对称大底盘多塔结构由于平面布置不对称以及上部结构收进形成几何不规则,具有复杂的动力特性,在其振动控制中需要被考虑。然而,传统的性能评价指标,如层间位移(角)等具有局限性,无法精细化评价多塔结构剪扭耦联的破坏性态,造成对此类结构的抗震性能和安全阈度的错估。因此,发展多塔结构的随机非线性振动控制及其后评估方法具有重要意义。本文的主要研究工作如下:(1)对修正周锡元-胡聿贤功率谱模型进行随机过程Hartley正交展开和非平稳强度调制,获得四类场地土特性下的随机地震动加速度时程;并进行框架结构的随机非线性反应和可靠性分析。结果表明:本文生成的随机人工地震动可靠性高,场地土特性对地震动的频谱特性,结构的动力响应以及响应的概率分布具有较大影响。(2)求解结构层间位移角性能极限状态易损性曲线,利用烟花算法和遗传算法进行VED-框架结构减震优化设计,降低结构的随机非线性动力响应。结果表明:VED通过增加结构阻尼来耗能减震,其参数选择对减震效果有重要影响;经优化后,VED-框架结构易损性下移,抗震性能提高;烟花算法在本算例的优化效率优于遗传算法。(3)求解多塔结构层间位移角和层间扭转角多维性能极限状态易损性曲线,对烟花算法进行离散二进制等变量改进,应用于BRB-多塔结构的BRB布置空间减震优化设计,降低结构的随机剪扭耦联动力响应。结果表明:对不规则多塔结构进行扭转控制能一定程度抑制结构的平动响应。多塔结构的底盘和转换层是BRB振动控制的首选布置层。而对于多塔结构塔楼上部结构的振动控制,更建议采用“柔性消能”(增大结构阻尼)的阻尼器布置方案。
【图文】：

框架结构,思路图

１．５研究内容逡逑根据相关领域的研宄现状与不足，对其针对性的研宄与分析，汇其研宄成果成文，全逡逑文共包括五个章节，研宄思路见图１．１，各章节内容如下．？逡逑第一章绪论：介绍国内外研究现状，并指出目前相关研宄有待发展和完善之处。逡逑第二章随机地震动生成及其可靠性求解．？求解场地土特性相关参数，对修正胡聿贤－逡逑周锡元功率谱模型进行Ｈａｒｔｌｅｙ正交基展开，在获得平稳随机地震动时程上进行强度非平逡逑稳调制，生成一系列非平稳随机地震动。建立框架结构有限元模型，进行随机地震动激励逡逑下的结构随机非线性反应分析，基于概率密度演化方法求解结构响应的概率密度函数和层逡逑间可靠度，比较不同场地土下结构的随机非线性响应规律。逡逑第三章减震结构易损性评估及优化设计：推导基于概率密度演化方法的易损性求解逡逑公式，建立ＶＥＤ－框架结构减震体系的有限元模型和ＶＥＤ减震参数优化模型，在极值位移逡逑角可靠度约束下分别利用烟花算法和遗传算法对结构上安装的ＶＥＤ参数进行优化求解

功率谱,功率谱密度,超球体,样本

Ａ邋ｅ卜４，４］邋0邋＝邋１，２，…，９），超立方体空间选点总数《邋＝邋７１０５３，超球体半径／＊。＝邋０．９５，选点逡逑数ｉＶｗ邋＝邋２９２，，求解对应的赋得概率巧（ｇ邋＝邋１．２，…，Ｕ。逡逑图２．１－图２．４给出了四类场地土下２９２条样本时程的功率谱密度统计对比图。针对特定逡逑场地土类别，每条样本曲线的功率谱密度平均能量分布对着频率增大而衰减，不同样本时逡逑程曲线的功率谱密度离散性明显，具有统计学意义，但平均功率谱和目标功率谱符合程度逡逑较好。同时
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU311.3;TU318

【参考文献】