[发明专利]基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于连接刚度的双重调谐质量阻尼器优化设计方法。本发明采用下述技术方案1）建立结构—SDTMD系统模型；2）建立结构—SDTMD系统和动力学方程；3）运用基因遗传算法对基于连接刚度的双重调谐质量阻尼器进行参数优化计算；4）通过比较，选取最优组合参数设计一种优化的基于连接刚度的双重调谐质量阻尼器。本发明的创新之处在于设计一种适用于所有结构的新型基于连接刚度的双重调谐质量阻尼器，优越之处在于能够有效地控制地震作用下结构的位移响应，且优于TMD、DTMD、DDTMD。

主权项

一种基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立结构—基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD系统力学模型：由结构自身的质量ms、阻尼cs和刚度ks，在单个调谐质量阻尼器TMD的基础上又串联增加一个小质量块，在结构质量块与小质量块之间添加一个附加弹簧，然后建立结构—基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD系统的力学模型；2)建立结构—基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD系统动力学方程：根据结构动力学原理，对结构及第一个调谐质量阻尼器TMD1、第二个调谐质量阻尼器TMD2进行受力分析，建立结构—基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD系统方程，该方程表示为下式：ms[x··g(t)+y··S]+csy·s+ksys-cTy·T-kTyT-kL(yT+yt)=0---(1)]]>mT[x··g(t)+y··s+y··T]+cTy·T+kTyT-cty·t-ktyt=0---(2)]]>mt[x··g(t)+y··s+y··T+y··t]+cty·t+ktyt+kL(yT+yt)=0---(3)]]>式中，为地震地面运动加速度；ys为结构相对于基底的位移；yT为TMD1，即大质量块，相对于结构的位移；yt为TMD2，即小质量块，相对于结构的位移；ms、cs和ks分别为结构的受控振型质量、阻尼和刚度；mT、cT和kT分别为TMD1质量、阻尼和刚度；mt、ct和kt分别为TMD2质量、阻尼和刚度；kL为附加弹簧的刚度；3)对基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD进行参数优化计算；4)设计出优化的基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器SDTMD：通过比较，选取最优组合参数，设计出优化的基于连接刚度的双层调谐质量阻尼器，用于对结构进行振动控制。