基于擴(kuò)階復(fù)模態(tài)法的Maxwell阻尼耗能結(jié)構(gòu)隨機(jī)地震響應(yīng)分析
本文選題:隨機(jī)平均法 + Maxwell; 參考:《廣西科技大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:目前,計(jì)算結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的各種方法中,模態(tài)應(yīng)變能法和振型分解法的應(yīng)用最為普遍。對(duì)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),具有較多的假設(shè)條件,對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)和響應(yīng)方差的計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。因而,獲得便于工程設(shè)計(jì)人員使用且計(jì)算精度高的等效系統(tǒng),是一項(xiàng)有重大意義的研究課題。應(yīng)用擴(kuò)階復(fù)模態(tài)法,對(duì)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(yùn)動(dòng)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(gè)狀態(tài)矢量,對(duì)方程進(jìn)行擴(kuò)階處理,把結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)闀r(shí)不變的一階微分方程,進(jìn)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(jī)地震響應(yīng)的精確解析解,并分別對(duì)它在平穩(wěn)和非平穩(wěn)的隨機(jī)地震激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了分析。通過(guò)隨機(jī)平均法,對(duì)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(jī)地震響應(yīng)進(jìn)行了分析,然后基于隨機(jī)平均法對(duì)Maxwell阻尼器耗能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了等效自振和等效強(qiáng)振分析,并且還對(duì)帶Maxwell型阻尼器耗能結(jié)構(gòu)在平穩(wěn)隨機(jī)地震激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了分析。對(duì)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(jìn)行了對(duì)比分析,其中近似法為隨機(jī)平均法、模態(tài)應(yīng)變能法和復(fù)模態(tài)法,精確法為擴(kuò)階復(fù)模態(tài)法。通過(guò)這四種方法,分別對(duì)安裝了Maxwell型阻尼器的耗能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了隨機(jī)地震響應(yīng)分析,并且通過(guò)工程實(shí)例,還對(duì)其在平穩(wěn)白噪聲地震激勵(lì)下的隨機(jī)地震響應(yīng)進(jìn)行了精度分析。
[Abstract]:At present, modal strain energy method and mode decomposition method are the most popular methods for calculating the seismic response of structures. For the energy dissipation structure of Maxwell viscoelastic dampers, the equivalent system established by the above two methods has more assumptions, which will result in large errors in the calculation of the structural response and the response variance. Therefore, it is of great significance to obtain an equivalent system which is easy for engineering designers to use and has high calculation accuracy. Based on the extended complex mode method, the constitutive equation of the damper is introduced into the motion equation of the structure, for the energy dissipation structure with Maxwell damper installed in the building structure. Then a state vector is established by using the original equation of the structure and the constitutive equation of the damper, and the equation of motion is transformed into a time-invariant first order differential equation. Then the exact analytical solutions of the random seismic responses of single and multi-degree-of-freedom structures with Maxwell dampers are obtained, and their structural responses under stationary and non-stationary random earthquake excitation are analyzed respectively. The random seismic responses of single and multi-degree-of-freedom energy dissipation structures with Maxwell viscoelastic dampers are analyzed by the stochastic averaging method, and the equivalent natural vibration and the equivalent strong vibration of the Maxwell dampers are analyzed based on the stochastic averaging method. The response of energy dissipation structures with Maxwell dampers under stationary random earthquake excitation is also analyzed. The energy dissipation structures with single degree of freedom and multiple degrees of freedom with Maxwell dampers are compared and analyzed by using approximate method and accurate method respectively. The approximate method is stochastic average method, modal strain energy method and complex mode method. The exact method is extended complex mode method. Through these four methods, the random seismic response of the energy dissipation structure with Maxwell damper is analyzed, and the accuracy of the random seismic response under the stationary white noise earthquake excitation is also analyzed by an engineering example.
【學(xué)位授予單位】:廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TU352.1
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,本文編號(hào):1902299
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