高层结构-混联Ⅱ型惯容阻尼耗能体系减震性分析

摘要

针对高层结构中设置混联Ⅱ型惯容阻尼器组成耗能体系的随机响应分析复杂的问题，提出了结构位移及阻尼器阻尼力响应的封闭解，并基于所获得的封闭解探究了实模态振型数对分析精度的影响和在原结构层间位移超限楼层设置阻尼器能有效减震的布置策略。首先，根据混联Ⅱ型惯容阻尼器力学构造图及设置方式，建立阻尼器阻尼力与结构节点水平位移的微分型本构关系进而重构耗能体系的地震动方程。其次，利用实模态解耦法获得高层结构简明等效的动力学参数，运用功率谱二次式分解法推导出结构节点相对于地面的绝对位移、竖向构件层间位移及阻尼器阻尼力等响应的功率谱精确二次式解进而推导出耗能体系基于双过滤白噪声激励下系列响应的0～2阶谱矩简明封闭解。最后，通过算例，验证了所提封闭解的正确性；研究了实模态振型数对系列响应谱矩分析精度的影响和阻尼器设置位置对结构减震效果的影响。研究表明：对于多自由度结构响应分析时，建议采用原结构自由振动分析时质量参与系数累计达100%时所对应的振型数，可获得稳定的精度和提高大型复杂结构设置混联Ⅱ型惯容阻尼器的响应的分析效率；通过在原结构层间位移超限楼层或连续多层层间位移超限的楼层中间隔一层设置参数合适的混联Ⅱ型惯容阻尼器可有效降低结构的地震动响应，所提惯容阻尼器设置策略具有较好的经济性。所提解析解和惯容系统在高层结构的设置策略可为混联Ⅱ型惯容阻尼器在实际工程应用中提供有益的参考价值。

关键词

混联Ⅱ型惯容阻尼器 / 功率谱二次式分解法 / 封闭解 / 实模态振型数 / 阻尼器设置策略

基金资助

河南省科技攻关项目(242102320030); 河南省高等学校重点科研项目(22B560008)