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基于磁流变阻尼器的半刚性悬挂结构体系避震机理及地震响应分析
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU351[建筑科学—结构工程] TU352.11[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096, [2]华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50808039); 江苏省自然科学基金项目(BK2008148,BK2009138); 教育部博士点基金新教师项目(20070286095); 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放研究项目(2008KB24); 国家高技术研究发展计划(863计划)项目子课题(2007AA032550)
中文摘要:

提出一种新型建筑结构体系——半刚性悬挂结构体系,并在该体系中合理设置磁流变阻尼器。阐述了该体系的基本组成和计算模型,推导了其运动方程和动力响应函数。通过时域内输入El Centro波、Taft波以及天津波,验证了该体系具有良好的减振避震性能。根据随机振动理论,推导了体系的随机振动响应表达式;以主体核筒顶点位移和半刚性层的层间位移为目标函数,对体系中影响结构动力响应的磁流变阻尼器输入电压进行参数分析。计算结果表明:该体系能够有效减小地震响应,半刚性层层间位移较大,主体结构顶点位移和悬挂楼层层间位移较小;对于该文给定的算例,输入电压存在最优值,最优值约为16V;当磁流变阻尼器输入电压为最优值时,主体结构动力响应和半刚性层层间位移均可得到很好的控制,结构达到最佳避震效果。

英文摘要:

A novel building structure system, namely semi-rigid suspended structures, is put forward in thispaper. Magnetorheological fluid dampers (MRFD) are properly designed in systems. The basic composition andcalculation model for the structure system are described. And the motion equations and dynamic responsefunction are also derived. The E1 Centro, Taft and Tianjin earthquake waves are used to calculate the dynamiccharacteristics in the time domain, of which the vibration reduction and earthquake avoidance performance areproved satisfactory. Based on the random vibration theory, random seismic responses of the structure are derived.Taking the top floor displacement of the primary core-tube structure and the inter-story displacement of thesemi-rigid story as an objective function, the structural parameter optimization analysis for the input voltage ofMRFD are performed with MATLAB. The results show that the seismic responses of this novel structure can be reduced effectively, with relatively larger inter-storey displacements in the semi-rigid stories and relativelysmaller inter-story displacements in the top floor displacement of a primary structure and in the suspended stories.For the calculation example in this paper, the optimal value of the input voltage of MRFD is 16V. When the inputvoltage of MRFD is optimal value, the seismic responses of the primary structure and the inter-story displacementof a semi-rigid story can be well controlled, and the earthquake avoidance performance of the structure is improveobviously.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
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  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789