[发明专利]安装弹簧‑质量系统的TMD的优化设计方法

权利要求书

1.一种安装弹簧-质量系统的TMD的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，由建筑主结构自身的质量、阻尼和刚度，在单个调谐质量阻尼器的基础上，在建筑主结构与单个调谐质量阻尼器之间又添加一个小质量块，在建筑主结构质量块与小质量块之间、小质量块与单个调谐质量阻尼器之间分别添加一个附加弹簧，然后建立建筑主结构—安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器的力学模型；

步骤二，根据建筑主结构动力学原理，对建筑主结构及单个调谐质量阻尼器、小质量块进行受力分析，建立建筑主结构—安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器的动力方程；

步骤三，对比单个调谐质量阻尼器，对安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器进行振动控制的优化设计；

步骤四，通过比较建筑主结构，考虑控制的有效性和阻尼系统冲程控制的有效性，选择最优组合参数，参照原建筑主结构的参数设计安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器。

2.根据权利要求1所述的安装弹簧-质量系统的TMD的优化设计方法，其特征在于，所述步骤一建立建筑主结构—安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器的力学模型的过程如下：将建筑主结构作为一个单自由度质点，根据其材料特点确定其阻尼c_s和刚度k_s，将单个调谐质量阻尼器装置在建筑主结构上，在建筑主结构与单个调谐质量阻尼器之间又添加一个小质量块，在建筑主结构质量块与小质量块、小质量块与单个调谐质量阻尼器之间分别添加刚度为k_t1、k_t2的附加弹簧；以此构成建筑主结构—安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器。

3.根据权利要求1所述的安装弹簧-质量系统的TMD的优化设计方法，其特征在于，所述步骤二建立建筑主结构—安装弹簧-质量系统的调谐质量阻尼器的动力方程表示为如下式：

ms[x··g(t)+y··s]+csy·s+ksys-cTy·T-kTyT-kt1yt=0]]>

rT[x··g(t)+y··s+y··T]+cTy·T+kTyT+kt2(yT-yt)=0]]>

mt[x··g(t)+y··s+y··t]+kt1yt-kt2(yT-yt)=0]]>

式中，为地震地面运动加速度；y_s为建筑主结构相对于基底的位移；y_T为调谐质量阻尼器相对于建筑主结构的位移；y_t为小质量块相对于建筑主结构的位移；m_s、c_s和k_s分别为建筑主结构的受控振型质量、阻尼和刚度；m_T、c_T和k_T分别为调谐质量阻尼器质量、阻尼和刚度；m_t为小质量块质量；k_t1为建筑主结构与小质量块之间添加的附加弹簧的刚度；k_t2为小质量块与调谐质量阻尼器之间添加的附加弹簧的刚度。