TMD框架動力時程分析的精細積分法.pdf

1、在地震過程中由于地面強烈晃動而導(dǎo)致上部減震結(jié)構(gòu)或構(gòu)件發(fā)生不可恢復(fù)的塑性變形，建筑結(jié)構(gòu)因不能支持本身的重量而遭到破壞或倒塌稱為地震破壞，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中存在較多的不足之處，中外學者為了克服傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的缺陷將結(jié)構(gòu)振動控制理論引入現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程計算中，使結(jié)構(gòu)對策進入到結(jié)構(gòu)振動控制階段，即由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進入到結(jié)構(gòu)減震設(shè)計階段，也稱為結(jié)構(gòu)控制。其中應(yīng)用最早的被動控制裝置是調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)。原因是調(diào)諧質(zhì)量阻尼器不需要外部來提供能源

2、而是通過本身質(zhì)量來減小結(jié)構(gòu)在地震中的動力響應(yīng)，故稱為“被動調(diào)諧減震控制”。
　　本文對地震作用下考慮頂部設(shè)置TMD的框架結(jié)構(gòu)進行動力時程分析，具體的研究內(nèi)容分為以下幾個方面:
　　(1)簡述了TMD減震系統(tǒng)的減震原理，基于振動控制理論，建立結(jié)構(gòu)-TMD系統(tǒng)的多質(zhì)點簡化計算模型，對設(shè)置TMD的框架結(jié)構(gòu)在地震作用的減震控制進行了理論分析。
　　(2)根據(jù)廣義力與位移之間的關(guān)系，寫出主結(jié)構(gòu)層單元剛度矩陣的表達式，并采用有限元

3、中的位移法原理將層剛度矩陣集成主結(jié)構(gòu)的剛度矩陣。質(zhì)量矩陣采用集中質(zhì)量法求得，阻尼矩陣采用的是瑞雷阻尼，分別建立了主結(jié)構(gòu)和TMD減震系統(tǒng)的運動微分方程，
　　(3)導(dǎo)出了結(jié)構(gòu)-TMD減震框架的整體動力方程，引入對偶變量，將加速度分量從動力學方程中消去，動力學方程由二階常微分方程組變?yōu)橐浑A常微分方程組，將問題的求解從拉格朗日體系過渡到哈密頓對偶體系，建立框架結(jié)構(gòu)的哈密頓對偶體系，導(dǎo)出其正則方程。采用初值問題的精細積分法求解頂部設(shè)置TM