减震结构采用Lyapunov方程的阻尼器优化配置方法

发布时间：2021-01-30 13:41

　　基于Lyapunov方程实现了减震结构的阻尼器优化布置,并将该方法应用于具有偏心结构的减震优化设计中。将阻尼器的位置参数和力学参数引入到结构的运动方程中,并在状态空间中利用Lyapunov方程求解减震结构的随机地震响应;然后基于满应力设计方法对结构的附加阻尼进行重新设计,通过反复迭代达到各层位移的满应力分布,实现结构各层位移最大均方值的最小化;最后以6层无偏心的平面框架和3层偏心框架为例,采用上述方法实现了阻尼的最优布置,并与最小传递函数的优化方法进行了对比,验证了本文方法的可行性与有效性。该研究为减震结构阻尼器的优化配置提供了方法,有利于减震结构的工程应用和推广。 

【文章来源】：振动工程学报. 2020,33(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

单层框架：全局坐标和局部自由度

以上便是基于Lyapunov优化设计方法的第1次迭代。重复2,3步直至各附加阻尼值不再变化，最终优化结果如图2所示。基于Lyapunov方程的减震优化设计方法与Takewaki[11]优化方法的阻尼优化结果如图2所示，两种方法均在1,2层布置阻尼器，但每层布置的阻尼数量各不相同。

从图3和4明显可以看出，虽然两种优化设计方法的附加阻尼结果不尽相同，但与原框架相比，减震效果均较好。对比两种优化方法的层间位移角及加速度，文献[11]中的最大层间位移角为0.0036，本文方法的最大层间位移角为0.0034，较文献中减小了5.6%；文献[11]中的最大加速度为5.42m/s2，本文方法的最大加速度为5.3m/s2，较文献[11]中减小了2.2%。因此，基于Lyapunov方程的减震优化设计方法的减震效果稍优于文献[11]。图4 6层剪切框架：采用不同优化设计方法的层间加速度

【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性结构利用摩擦阻尼器振动控制的优化设计[J]. 赵大海,李宏男.  振动与冲击. 2007(10)



本文编号：3008998