[发明专利]基于目标附加有效阻尼比的消能减震结构消能器时变优化方法

权利要求书

1.一种基于目标附加有效阻尼比的消能减震结构消能器时变优化方法，具体包括以下步骤：

⑴选定用于主体结构弹塑性时程分析的地震波；

⑵设定主体结构罕遇地震作用时的消能减震结构性能目标和要求，对主体结构不设置消能器，在第i条地震波的作用下，其中，i＝1，2，3，…，n，n为地震波的数量，对主体结构反复迭加附加有效阻尼比进行罕遇地震的弹塑性时程分析，直至迭加了附加有效阻尼比后的主体结构在该条地震波作用时能够满足消能减震结构性能目标和要求，该迭加的附加有效阻尼比即为对应于第i条地震波的目标附加有效阻尼比ξ_aim(i)；

⑶对每条地震波作用时的目标附加有效阻尼比ξ_aim(i)求均值，得到主体结构的目标实际附加有效阻尼比

式中：n为地震波的数量；

⑷初步确定消能器的类型、布置位置、形式及数量，并将消能器布置在主体结构中形成消能减震结构；

⑸在每条地震波的作用下，对消能减震结构进行罕遇地震的弹塑性时程分析：

①若消能减震结构在第i条地震波作用时能够满足消能减震结构性能目标和要求，转入步骤⑹；

②若消能减震结构在第i条地震波作用时不能满足消能减震结构性能目标和要求，调整消能器类型、布置位置、形式和数量，直至消能减震结构在该条地震波作用时能够满足消能减震结构性能目标和要求，转入步骤⑹；

⑹计算第i条地震波作用时的消能器的附加有效阻尼比ξ_E(i)：

式中：ξ_Et(i)为消能减震结构中第i条地震波作用时的消能器附加有效阻尼比t时刻值，m为第i条地震波的总时刻点数；ξ_E(i)为第i条地震波作用时消能器的附加有效阻尼比；W_cjt(i)为第j个消能部件在第i条地震波作用时的t时刻结构预期层间位移Δu_jt(i)下往复循环一周所消耗的能量；W_st(i)为消能减震结构在第i条地震波作用时的t时刻预期位移下的总应变能；

不计扭转影响，消能减震结构在第i条地震波作用时t时刻预期位移下的总应变能W_st(i)根据以下公式计算：

W_st(i)＝(1/2)∑F_kt(i)u_kt(i) 公式⑤

式中：F_kt(i)为质点k在第i条地震波的水平地震作用时t时刻的标准值；u_kt(i)为质点k对应于第i条地震波的水平地震作用时t时刻标准值的位移；

⑺对每条地震波作用时的消能器的附加有效阻尼比ξ_E(i)求均值，得到消能器的实际附加有效阻尼比ξ_a：

式中：n为地震波的数量；

⑻比较消能器的实际附加有效阻尼比ξ_a和主体结构的目标实际附加有效阻尼比ξ_aim：

①若ξ_a＜ξ_aim，转入步骤⑼；

②若ξ_a＞1.1ξ_aim，转入步骤⑽；

③若ξ_aim≤ξ_a≤1.1ξ_aim，转入步骤⑾；

⑼重新布置消能器及增加消能器的数量，重复步骤⑸～⑻，直至ξ_aim≤ξ_a≤1.1ξ_aim，转入步骤⑾；

⑽调整消能器的位置并减少消能器的数量，重复步骤⑸～⑻，直至ξ_aim≤ξ_a≤1.1ξ_aim，转入步骤⑾；

⑾完成消能减震结构性能设计中消能器的优化。

2.根据权利要求1所述的基于目标附加有效阻尼比的消能减震结构消能器时变优化方法，其特征在于：在所述步骤⑹的公式②中，若消能减震结构中第i条地震波作用时的消能器附加有效阻尼比t时刻值ξ_Et(i)超过25％，以25％取值。