[发明专利]考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统

权利要求书

1.一种考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统，其特征在于：所述考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统包括均基于tcl/tk编程语言的前处理模块、求解模块和后处理模块；所述前处理模块用于输入地震波参数以及减隔震装置参数；所述求解模块用于根据前处理模块所输入的参数并基于Newmark线加速度法的考虑摩擦独立计算的动力增量分析模块来计算地震反应；所述后处理模块根据求解模块计算得到的地震反应获取最大地震反应统计、概率地震需求分析、易损性超越概率计算以及易损性发生概率计算；

所述求解模块用于根据前处理模块所输入的参数并基于Newmark线加速度法的考虑摩擦独立计算的动力增量分析模块来计算地震反应的具体实现方式是：

1)根据地震波数据时间间隔的内部划分数目n_t，把地震波的时间间隔d_t划分成n_t个相等步长h，定义步长h起始时的地面加速度、地面速度、地面位移分别为v_e0，步长h结束时的地面加速度、地面速度、地面位移分别为v_e1；所述

2)定义步长h起始时的被隔离结构加速度、被隔离结构速度、被隔离结构位移分别为v_s0，步长h结束时的被隔离结构加速度、被隔离结构速度、被隔离结构位移分别为v_s1；

3)地面加速度地面速度地面位移v_e、被隔离结构加速度被隔离结构速度被隔离结构位移v_s的初始值均设置为0，摩擦系数μ的初始值设置为减隔震装置中心点摩擦系数μ_c；

计算被隔离结构等效刚度k_d、地震引起的等效荷载p_d；所述式中，k为弹簧参数，c为粘滞阻尼参数，m为被隔离结构的质量；所述式中，p为外荷载，

由等效静力平衡方程k_dv_s1＝p_d，计算第一步长h₁结束时的被隔离结构位移v_s1；再由被隔离结构速度计算表达式计算第一步长h₁结束时的被隔离结构速度再由被隔离结构加速度计算表达式其中μmg的符号由地面加速度的方向决定，计算第一步长h₁结束时的被隔离结构加速度

4)将地震波的加速度值a_w经过缩放作为地面加速度此时共有n_d个值；再在第一个值与0之间、所有相邻的值之间，等距线性插入n_t-1个值，此时共有n_dn_t个值；取第一个值作为第一步长h₁开始时的地面加速度第二个值作为第一步长h₁结束时的地面加速度再由地面速度计算表达式计算第一步长h₁结束时的地面速度所述a_w共n_d个；所述即其中，α为缩放系数；所述其中第一个值为0；

5)再由地面位移计算表达式计算第一步长h₁结束时的地面位移v_e1；

6)再计算第一步长h₁结束时地面和被隔离结构的相对位移v_r1，以及此时的摩擦力F_f1；所述v_r1＝v_e1-v_s1；所述F_f1＝μ₁mg，其中μ₁＝μ_c+rv_r1或μ₁＝μ_c+μ_r1；

7)验证第一步长h₁结束时启滑力与摩擦力的相对大小，当时，被隔离结构与地面开始产生相对运动，减隔震装置启滑，F_f1为动摩擦力；当时，说明被隔离结构与地面没有相对运动，F_f1为静摩擦力，此时结构速度应等于地面速度，令再进行后续计算；

8)将第一步长h₁结束时计算得到的v_e1、v_s1、v_r1、F_f1作为第二步长h₂起始时的v_e0、v_s0、v_r0、F_f0，继续计算第二步长h₂结束时的地震反应；

9)以此类推，汇总计算在20条地震波和5个地面运动加速度峰值PGA影响下每一步长h_i对应的地震反应EDP数据，以每一步长h_i结束时对应的8项EDP为一组地震反应EDP数据，共计算得出100n_dn_t组地震反应EDP数据，以d_t为时间间隔，记录其中的数据，共得到100n_d组地震反应EDP数据，以供后处理模块进行统计与分析；所述PGA分别为0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.8g，其中g为重力加速度；所述h_i中所述地震反应EDP数据包括地面加速度地面速度地面位移v_e、被隔离结构加速度被隔离结构速度被隔离结构位移v_s、地面和被隔离结构的相对位移v_r＝v_e-v_s以及摩擦力F_f。