2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著建筑物高度的增加,結(jié)構(gòu)所承受的水平荷載(主要包括地震作用和風荷載)迅速增大,為了滿足結(jié)構(gòu)安全度和舒適度的要求,如果按照傳統(tǒng)的抗震設計方法,對于高層和超高層建筑,往往需要付出很大的代價。結(jié)構(gòu)控制方法通過采取適當?shù)南軠p振措施,減小結(jié)構(gòu)在地震作用和風荷載兩種激勵作用下的響應,可以克服傳統(tǒng)設計方法的缺陷。結(jié)構(gòu)控制可分為被動控制、主動控制、混合控制和半主動控制等,其中被動控制的研究和應用最為成熟。巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系將結(jié)構(gòu)方案和減振措

2、施巧妙地結(jié)合起來,具有調(diào)頻質(zhì)量減振、基礎隔振和阻尼器耗能減振等多種減振功能,減振效果非常顯著,為高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)控制和減振理論開拓了新的思路。 在本課題組近年來的研究成果的基礎上,根據(jù)隨機振動理論和有限元方法,通過頻域和時域分析,本文研究了巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)在地震作用和風荷載兩種激勵作用下的響應規(guī)律和綜合優(yōu)化方法。 深入研究了巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)在地震和風這兩種激勵作用下的減振規(guī)律,其中,對于風荷載作用下的減

3、振規(guī)律的研究為首次進行。雖然地震和風這兩種激勵的頻譜特性和作用方式有顯著的不同,但是在這兩種激勵的作用下,巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)減振系數(shù)的變化規(guī)律有許多共性,通過合理的設計,可以實現(xiàn)在這兩種激勵作用下都能達到較好的減振效果。巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)的減振系數(shù)的主要變化規(guī)律為:①主框架頂點側(cè)移減振系數(shù)隨調(diào)諧比的增大而先減小后增大;隨阻尼比的增大而先減小后略有增大。減振系數(shù)曲面變化比較平緩,存在一個明顯的最優(yōu)值。與普通TMD系統(tǒng)相比,巨型框架

4、多功能減振結(jié)構(gòu)減振效果更好,減振系數(shù)最優(yōu)值對應的最優(yōu)調(diào)諧比遠小于1,最優(yōu)阻尼比較大。②隨著阻尼比的增大,主、次框架相對位移減??;而隨著調(diào)諧比的增大,主、次框架相對位移略有減小。⑨風荷載作用下,次框架的加速度減振系數(shù)普遍較小。隨著調(diào)諧比的增大,次框架的加速度略有增大;隨著阻尼比的增大,次框架加速度減小。 采用頻域和時域分析方法,首次深入研究了隔振次框架的個數(shù)和動力參數(shù)對巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)在地震和風作用下的減振效果的影響,得出了

5、如下重要規(guī)律:①對于同一種激勵,當巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)設置數(shù)目不同的隔振次框架時,減振系數(shù)的變化規(guī)律相似。設置多個隔振次框架時的減振效果比設置1個隔振次框架時的減振效果好。②當巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)設置1個隔振次框架時,應將其調(diào)諧到結(jié)構(gòu)第一頻率,用來削減結(jié)構(gòu)第一頻率對應的響應。隔振次框架的位置不同,削減的效果不同。隔振次框架設置于結(jié)構(gòu)頂部時減振效果最好,不同位置對應的最優(yōu)調(diào)諧比的規(guī)律是從上到下逐步增大。③當巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)設置多

6、個隔振次框架時,本文從結(jié)構(gòu)層數(shù)、豎向剛度和質(zhì)量的分布以及輸入激勵的特性等多方面分析后認為,因為結(jié)構(gòu)第一頻率對應的響應是總響應的主要成分,所以這些隔振次框架應調(diào)諧到結(jié)構(gòu)第一頻率,以達到最優(yōu)的減振效果。 采用多目標的有效域優(yōu)化方法,首次對影響巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)在地震和風兩種激勵作用下減振效果的重要參數(shù)進行綜合優(yōu)化分析,得出如下結(jié)論:①在5個優(yōu)化目標中(地震作用下:主框架頂點側(cè)移,主、次框架相對位移:風荷載作用下:主框架頂點側(cè)移,

7、主、次框架相對位移,次框架加速度),地震和風荷載作用下的主框架頂點側(cè)移是應該優(yōu)先考慮的指標;地震和風荷載作用下的主、次框架相對位移應滿足限值的要求:而風荷載作用下的次框架加速度值普遍較小,在一般情況下容易滿足限值要求,所以在方案分析階段,也可以暫不將它列為優(yōu)化目標。②在調(diào)諧比和阻尼比這兩個關鍵參數(shù)中,調(diào)諧比是更為重要的參數(shù),選擇最優(yōu)調(diào)諧比是巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化的重要內(nèi)容。 采用有限元方法,對巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)在地震

8、作用和風荷載兩種激勵作用下的減振效果進行分析和驗證,結(jié)果表明:①對于主框架頂點側(cè)移和主、次框架相對位移以及次框架加速度減振系數(shù),頻域分析和時域分析的結(jié)果相互符合;②設置多個隔振次框架,當次框架參數(shù)同步變化時,頂部次框架的相對位移和加速度最大,因此,在方案分析階段,可以僅將頂部次框架的相對位移和加速度作為優(yōu)化目標,其余隔振次框架的相對位移和加速度在后續(xù)分析中驗算即可;③設置多個隔振次框架,當阻尼比一定,調(diào)諧比間隔變化(從上到下逐步增大)時

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