層間隔震結(jié)構(gòu)基于雙過濾白噪聲隨機(jī)地震動激勵下的響應(yīng)的快速精確分析是其工程應(yīng)用的前提,提出了一種分析層間隔震結(jié)構(gòu)各種設(shè)計參數(shù)方差和譜矩的新解法。首先,建立層間隔震結(jié)構(gòu)的地震動方程,并利用雙過濾白噪聲譜的濾波方程將地面運動轉(zhuǎn)化為白噪聲激勵;利用復(fù)模態(tài)法獲得各類結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)基于白噪聲激勵的杜哈梅積分表達(dá)式,基于隨機(jī)振動理論,獲得了設(shè)計參數(shù)的由振動復(fù)特征值與頻域變量平方和表示的功率譜的簡明表達(dá)式。最后,獲得了層間隔震結(jié)構(gòu)0-2階譜矩的由振動復(fù)特征值線性組合表示的解析解。所給算例驗證了本文方法的準(zhǔn)確性和高效性。 

【文章來源】：結(jié)構(gòu)工程師. 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

計算簡圖Fig.1Calculatingdiagramofstructure

·抗震與抗風(fēng)·結(jié)構(gòu)工程師第36卷第4期從圖4可知，與層間隔震相比較，隔震層設(shè)置在基礎(chǔ)層時，結(jié)構(gòu)各層相對于地面的位移方差較大；隨著隔震層位置的上移，隔震層以下的位移方差降低較大，而隔震層以上的結(jié)構(gòu)位移方差則降低較校這主要是由于隔震層抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)層的抗側(cè)剛度，而隔震層以下結(jié)構(gòu)層的位移是由結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度決定，隔震層以上的結(jié)構(gòu)位移主要是由隔震層位移而引起。從圖5可知，各層層間位移方差隨著隔震層的變化規(guī)律比較復(fù)雜。基礎(chǔ)隔震時各層間位移相差不大，1層頂隔震時，除5層除外，其他樓層的層間位移均最校因此，1層頂隔震是本算例最優(yōu)位置。此外，隔震層對其相鄰上部樓層的層間位移起到較好的減震效果。從圖6可知，結(jié)構(gòu)層的層間剪力方差變化趨勢與層間位移方差一致，這是由文中式（23）及式（24）可知。6結(jié)論本文就層間隔震結(jié)構(gòu)基于Clough-Penzien譜隨機(jī)激勵下的樓層位移、層間位移及層間剪力等設(shè)計參數(shù)的功率譜、譜矩和方差的分析提出了新的解析解法，并研究了隔震層位置對設(shè)計參數(shù)的影響，獲得如下結(jié)論：（1）利用Clough-Penzien譜的濾波方程與結(jié)構(gòu)地震動方程聯(lián)合求解，可將復(fù)雜的地震動模型轉(zhuǎn)化為白噪聲激勵模型，從而獲得層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的簡明解析解。通過與傳統(tǒng)虛擬激勵法進(jìn)行對比分析，驗證了本文方法的正確性、簡潔性和高效性的特點。（2）層間隔震層的位置對結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)的影響比較大，針對具體結(jié)構(gòu)的層間隔震位置的設(shè)置需經(jīng)具體分析來確定，但層間隔震對相鄰上層的減震效果最為明顯。（3）本文方法為CQC方法，由于所獲層間位移的方差和0-2階譜矩均具有解析表達(dá)式，極大地提高了計算效率。（4

1可知，當(dāng)Dω=0.5rad/s和積分區(qū)間為[01000]時，本文方法與虛擬激勵法的數(shù)值方法的0-2階譜矩誤差均很小，且隨著Dω的變小，虛擬激勵數(shù)值方法與本文方法精度越來越接近，說明了本文解析解的正確性。由于結(jié)構(gòu)為低頻特征，利用虛擬激勵法的頻率取有限范圍即可獲得精度很高的解。由于本文方法為解析解，故計算效率是最高的。5.3隔震層設(shè)置位置效果對比為研究隔震層設(shè)置位置與結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)響應(yīng)的關(guān)系，分別給出樓層位移、層間位移和層間剪力與隔震層設(shè)置位置的關(guān)系圖，如圖4-圖6所示。圖3隔震層的Sx(ω)對比圖Fig.3ComparativediagramofSx(ω)ofisolatedfloor圖21層的Sx(ω)對比圖Fig.2ComparativediagramofSx(ω)of1stfloor表12層的結(jié)構(gòu)層位移的0-2階譜矩計算精度及效率對比表Table1Comparisonofcalculationaccuracyandefficiencyof0-2orderspectralmomentsofdisplacementof2ndfloor樓層本文方法①②③0階譜矩／m21.919×10-51.917×10-51.919×10-51.919×10-51階譜矩／(m2·s-1)1.876×10-41.874×10-41.876×10-41.876×10-42階譜矩／(m2·s-2)2.753×10-32.751×10-32.753×10-32.753×10-3誤差／%0階譜矩0.090.000.001階譜矩0.080.000.002階譜矩0.050.000.00耗時／s0.0570.2560.9201.822表24層的層間位移的0-2階譜矩計算精度及效率對比表Table2Comparisonofcalculationaccuracyandefficiencyof0-2orderspectralmomentsofdisplacementof4thfloor樓層本文方法①②③0階譜矩／m23.005×10-63.

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2937495