基于擴階復模態(tài)法的Maxwell阻尼耗能結構隨機地震響應分析
本文選題:隨機平均法 + Maxwell; 參考:《廣西科技大學》2015年碩士論文
【摘要】:目前,計算結構地震響應的各種方法中,模態(tài)應變能法和振型分解法的應用最為普遍。對于Maxwell型粘彈性阻尼器耗能結構,由上述兩種方法建立的等效系統(tǒng),具有較多的假設條件,對結構響應和響應方差的計算會產生較大的誤差。因而,獲得便于工程設計人員使用且計算精度高的等效系統(tǒng),是一項有重大意義的研究課題。應用擴階復模態(tài)法,對于在建筑結構中安裝了Maxwell阻尼器的耗能減震結構,將阻尼器的本構方程引入到結構的運動方程中,然后再利用結構的原方程與阻尼器的本構方程建立一個狀態(tài)矢量,對方程進行擴階處理,把結構的運動方程變?yōu)闀r不變的一階微分方程,進而解出單自由度和多自由度帶Maxwell阻尼器耗能減震結構隨機地震響應的精確解析解,并分別對它在平穩(wěn)和非平穩(wěn)的隨機地震激勵下的結構響應進行了分析。通過隨機平均法,對帶Maxwell型粘彈性阻尼器單自由度和多自由度耗能結構的隨機地震響應進行了分析,然后基于隨機平均法對Maxwell阻尼器耗能結構進行了等效自振和等效強振分析,并且還對帶Maxwell型阻尼器耗能結構在平穩(wěn)隨機地震激勵下的結構響應進行了分析。對單自由度和多自由度帶Maxwell型阻尼器耗能減震結構,分別采用了近似法和精確法進行了對比分析,其中近似法為隨機平均法、模態(tài)應變能法和復模態(tài)法,精確法為擴階復模態(tài)法。通過這四種方法,分別對安裝了Maxwell型阻尼器的耗能結構進行了隨機地震響應分析,并且通過工程實例,還對其在平穩(wěn)白噪聲地震激勵下的隨機地震響應進行了精度分析。
[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.
【學位授予單位】:廣西科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TU352.1
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,本文編號:1902299
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