[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

摘要

一种用于相邻建筑结构的粘滞流体阻尼器设计方法，属于建筑结构所使用的阻尼器设计方法，解决现有粘滞流体阻尼器设计方法繁琐、不具有通用性的问题。本发明包括(1)确定控制目标步骤；(2)第一控制目标优化参数计算步骤；(3)第二控制目标优化参数计算步骤；(4)阻尼器的零频率阻尼系数和松弛时间计算步骤。本发明方便快捷，仅利用两座相邻建筑结构的第一阶自振频率和总质量，便可采用给出的通用解析表达式确定粘滞流体阻尼器最优的零频率阻尼系数和松弛时间，能够方便的帮助工程师们选择粘滞流体阻尼器的参数值，从而再根据此参数值来制作符合要求的阻尼器。

主权项

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ωj和总质量Mj，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ξopt和松弛时间参数χopt为： ξ opt = ( 1 - β 2 ) μ - μ β 4 + μ ( 3 + 4 μ ) + ( 4 + 6 μ ) β 2 , χ opt = ( 1 + 2 μ + β 2 ) μ - μ β 4 + μ ( 3 + 4 μ ) + ( 4 + 6 μ ) β 2 ; 转步骤(4)；(2.4)阻尼参数ξopt和松弛时间参数χopt为： ξ opt = ( β 2 - 1 ) μ 1 ( 1 + μ ) μ + β 2 , χ opt = 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ξopt和松弛时间参数χopt为： ξ opt = ( 1 + μ 2 ) ( μ 2 + β 2 ) ( 1 - β 2 ) 2 ( 1 + μ ) μ ( ( 8 - μ ) β 4 + μ ( 8 μ - 1 ) + 18 μ β 2 ) , χ opt = ( ( μ - 2 ) β 2 + μ ( 2 μ - 1 ) ) ( 1 + μ 2 ) μ ( μ 2 + β 2 ) ( ( 8 - μ ) β 4 + μ ( 8 μ - 1 ) + 18 μ β 2 ) ; 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ξopt和松弛时间参数χopt为： ξ opt = ( 1 + μ 2 ) ( μ 2 + β 2 ) ( 1 - β 2 ) 2 ( 1 + μ ) μ ( ( 8 - μ ) β 4 + μ ( 8 μ - 1 ) + 18 μ β 2 ) , χ opt = ( ( μ - 2 ) β 2 + μ ( 2 μ - 1 ) ) 1 + μ 2 μ ( μ 2 + β 2 ) ( ( 8 - μ ) β 4 + μ ( 8 μ - 1 ) + 18 μ β 2 ) ; 转步骤(4)；(3.6)阻尼参数ξopt和松弛时间参数χopt为： ξ opt = ( 1 + μ 2 ) ( 1 - β 2 ) 2 2 ( 1 + μ ) ( 1 + μ ) ( μ + β 2 ) , χ opt = 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＝2ξoptm1ω1，λ＝χopt/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。