[发明专利]一种用于相邻建筑结构的粘滞流体阻尼器设计方法

权利要求书

1.一种用于相邻建筑结构的粘滞流体阻尼器设计方法，包括下述步骤：

(1)确定控制目标步骤：

对于两座相邻建筑结构，在对应楼层相同标高楼板处水平设置粘滞流体阻尼器，连接相邻建筑结构，确定两座建筑结构的第一阶自振频率ω_j和总质量M_j，j＝1、2；第一控制目标是使其中一座建筑结构的平均相对振动能量最小，则将作为控制目标的一座建筑结构作为第一座建筑结构，转步骤(2)；第二控制目标是使两座建筑结构总的平均相对振动能量最小，则将其中自振频率较大的结构作为第一座建筑结构，转步骤(3)；

(2)第一控制目标优化参数计算步骤，包括下述过程：

(2.1)计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β＝ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ＝M₁/M₂；其中，ω₁、ω₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的第一阶自振频率，M₁、M₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的总质量；

(2.2)判断是否β≤1，是则进行过程(2.3)，否则进行过程(2.4)；

(2.3)阻尼参数ξ_opt和松弛时间参数χ_opt为：

ξopt=(1-β2)μ-μβ4+μ(3+4μ)+(4+6μ)β2,]]>χopt=(1+2μ+β2)μ-μβ4+μ(3+4μ)+(4+6μ)β2;]]>

转步骤(4)；

(2.4)阻尼参数ξ_opt和松弛时间参数χ_opt为：

ξopt=(β2-1)μ1(1+μ)μ+β2,χopt=0;]]>

转步骤(4)；

(3)第二控制目标优化参数计算步骤，包括下述过程：

(3.1)计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β＝ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ＝M₁/M₂；

(3.2)判断是否μ≥1，是则进行过程(3.3)，否则进行过程(3.4)；

(3.3)阻尼参数ξ_opt和松弛时间参数χ_opt为：

ξopt=(1+μ2)(μ2+β2)(1-β2)2(1+μ)μ((8-μ)β4+μ(8μ-1)+18μβ2),]]>

χopt=((μ-2)β2+μ(2μ-1))(1+μ2)μ(μ2+β2)((8-μ)β4+μ(8μ-1)+18μβ2);]]>

转步骤(4)；

(3.4)判断是否β²＜μ(2μ-1)/(2-μ)，是则进行过程(3.5)，否则进行过程(3.6)；

(3.5)阻尼参数ξ_opt和松弛时间参数χ_opt为：

ξopt=(1+μ2)(μ2+β2)(1-β2)2(1+μ)μ((8-μ)β4+μ(8μ-1)+18μβ2),]]>

χopt=((μ-2)β2+μ(2μ-1))1+μ2μ(μ2+β2)((8-μ)β4+μ(8μ-1)+18μβ2);]]>

转步骤(4)；

(3.6)阻尼参数ξ_opt和松弛时间参数χ_opt为：

ξopt=(1+μ2)(1-β2)22(1+μ)(1+μ)(μ+β2),χopt=0;]]>

转步骤(4)；

(4)零频率阻尼系数和松弛时间计算步骤：

粘滞流体阻尼器的零频率阻尼系数c₀与松弛时间λ分别为：

c₀＝2ξ_optm₁ω₁，λ＝χ_opt/ω₁；

所述零频率阻尼系数c₀与松弛时间λ是指所有连接相邻建筑结构的所有粘滞流体阻尼器的系数和，则每一层粘滞流体阻尼器的零频率阻尼系数为c₀/N，松弛时间为λ/N，其中N为安装阻尼器的总楼层数。

2.如权利要求1所述的用于相邻建筑结构振动控制的粘滞流体阻尼器设计方法，其特征在于：所述确定控制目标步骤中，建筑结构的总质量M_j和建筑结构的第一阶自振频率ω_j依据下述过程求得：

(1)计算建筑结构的总质量：

M_j＝m₁+m₂+…+m_n，

(2)计算质量矩阵M和刚度矩阵K：

M=m1m2...mn,]]>

K=k1+k2-k2-k2k2+k3-k3-k3...kn-1+kn-kn-knkn,]]>

其中，m_i为建筑结构第i层的质量，k_i为建筑结构第i层的层间刚度，i＝1、2、...、n，n为建筑结构的层数；

(3)计算自振频率

根据方程|K-ω²M|＝0，解出n个自振频率，其中最小的自振频率为第一阶自振频率ω_j。