【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工程結構
，特別涉及一種雙塔連體結構地震動響應的控制方法。
技術介紹
高層連體結構因其獨特的造型及便利塔樓之間的聯系而受到建筑師的青睞，同時也為結構工程師帶來挑戰：連體結構的耗能減震設計越來越受到重視。目前，關于利用連體部分進行雙塔或多塔結構耗能減震的分析較少，大部分研究集中于非連體的相鄰結構。連體結構的地震反應及減振效果依賴于連接裝置的參數設置，而連接參數的優化又與塔樓頻率比、塔樓質量比、連廊與塔樓質量比、連廊間連接參數的阻尼系數比及連廊位置等密切相關，目前，在該方面的研究較少，無法實現塔樓結構的振動控制。
技術實現思路
本專利技術提供了一種雙塔連體結構地震動響應的控制方法，解決了或部分解決了現有技術中的控制方法無法實現雙塔連體結構振動控制的技術問題，通過將雙塔連體結構簡化為三單自由度模型，推導出雙塔連體結構在地震或風荷載作用下，塔樓結構間布置阻尼器的最優參數表達式，實現了雙塔連體結構振動控制目的的技術效果。本專利技術提供的一種雙塔連體結構地震動響應的控制方法，所述雙塔連體結構包括：第一塔樓、第二塔樓及連廊，所述連廊連接所述第一塔樓及所述第二塔樓，所述控制方法包括以下步驟：建立所述雙塔連體結構的計算模型；根據所述計算模型確定所述第一塔樓、所述第二塔樓與所述連廊之間設置有阻尼器的基本振動控制方程；通過所述基本振動控制方程及平均相對振動能量公式確定所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量；對所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量進行目標控制，確定所述阻尼器的零頻阻尼比χ的解析解。作為優選，建立所述雙塔連體結構的計算模型時，將所述雙...
【技術保護點】
一種雙塔連體結構地震動響應的控制方法，所述雙塔連體結構包括：第一塔樓、第二塔樓及連廊，所述連廊連接所述第一塔樓及所述第二塔樓，其特征在于，包括以下步驟：建立所述雙塔連體結構的計算模型；根據所述計算模型確定所述第一塔樓、所述第二塔樓與所述連廊之間設置有阻尼器的基本振動控制方程；通過所述基本振動控制方程及平均相對振動能量公式確定所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量；對所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量進行目標控制，確定所述阻尼器的零頻阻尼比χ的解析解。
【技術特征摘要】
1.一種雙塔連體結構地震動響應的控制方法，所述雙塔連體結構包括：第一塔樓、第二塔樓及連廊，所述連廊連接所述第一塔樓及所述第二塔樓，其特征在于，包括以下步驟：建立所述雙塔連體結構的計算模型；根據所述計算模型確定所述第一塔樓、所述第二塔樓與所述連廊之間設置有阻尼器的基本振動控制方程；通過所述基本振動控制方程及平均相對振動能量公式確定所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量；對所述第一塔樓及所述第二塔樓的平均相對振動能量進行目標控制，確定所述阻尼器的零頻阻尼比χ的解析解。2.如權利要求1所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，建立所述雙塔連體結構的計算模型時，將所述雙塔連體結構簡化為由彈簧與所述阻尼器連接的三單自由度體系。3.如權利要求1所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述根據所述計算模型確定所述第一塔樓、所述第二塔樓與所述連廊之間設置有阻尼器的基本振動控制方程，包括：將所述阻尼器的輸出力代入所述雙塔連體結構的運動方程，確定所述基本振動控制方程的第一表達式；通過建立虛擬激勵，將所述第一表達式轉換為第二表達式；通過設定參數值，將所述第二表達式轉換為第三表達式；通過設定約束條件，將所述第三表達式轉換為所述基本振動控制方程。4.如權利要求3所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述基本振動控制方程的第一表達式為： m 1 x ·· 1 + c 1 x · 1 + k 1 x 1 - f Γ 1 = - m 1 x ·· g ; ]]> m 2 x ·· 2 + c 2 x · 2 + k 2 x 2 - f Γ 2 = - m 2 x ·· g ; ]]> m 3 x ·· 3 + f Γ 1 + f Γ 2 = - m 3 x ·· g ; ]]> f Γ 1 + λ 01 df Γ 1 d t = c 01 ( x · 3 - x · 1 ) ; ]]> f Γ 2 + λ 02 df Γ 2 d t = c 02 ( x · 3 - x · 2 ) . ]]>5.如權利要求4所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述虛擬激勵為：所述第二表達式為： ( i ω ) 2 m 1 x 1 + ( i ω ) c 1 x 1 + k 1 x 1 - f Γ 1 = - m 1 x ·· g ; ]]> ( i ω ) 2 m 2 x 2 + ( i ω ) c 2 x 2 + k 2 x 2 - f Γ 2 = - m 2 x ·· g ; ]]> ( i ω ) 2 m 3 x 3 + f Γ 1 + f Γ 2 = - m 3 x ·· g ; ]]>fΓ1+(iω)λ01fΓ1＝(iω)c01(x3-x1)；fΓ2+(iω)λ02fΓ2＝(iω)c02(x3-x2)；由及fΓ1+(iω)λ01fΓ1＝(iω)c01(x3-x1)可得由及fΓ2+(iω)λ02fΓ2＝(iω)c02(x3-x2)可得由fΓ1+(iω)λ01fΓ1＝(iω)c01(x3-x1)及fΓ2+(iω)λ02fΓ2＝(iω)c02(x3-x2)可得6.如權利要求5所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述設定參數值包括：設定所述第一塔樓與所述第二塔樓的質量比為μ＝m1/m2；設定所述連廊與所述第一塔樓的質量比為μ01＝m3/m1；設定所述第一塔樓與所述第二塔樓的頻率比為β＝ω2/ω1；設定所述阻尼器的阻尼系數與所述第一塔樓及所述第二塔樓的質量比分別為△01＝c01/m1、△02＝c02/m1，其中，ξ1＝c1/2m1ω1，ξ2＝c2/2m2ω2；所述第三表達式為： [ ( i ω ) 2 + ( i ω ) 2 ξ 1 ω 1 + ω 1 2 + ( i ω ) Δ 01 1 + ( i ω ) λ 01 ] x 1 - ( i ω ) Δ 01 1 + ( i ω ) λ 01 x 3 = - x ·· g ; ]]> [ ( i ω ) 2 + ( i ω ) 2 ξ 2 ω 2 + ω 2 2 + ( i ω ) μΔ 02 1 + ( i ω ) λ 02 ] x 2 - ( i ω ) μΔ 02 1 + ( i ω ) λ 02 x 3 = - x ·· g ; ]]> [ ( i ω ) 2 + ( i ω ) μ 01 Δ 01 1 + ( i ω ) λ 01 + ( i ω ) μ 01 Δ 02 1 + ( i ω ) λ 02 ] x 3 - ( i ω ) μ 01 Δ 02 1 + ( i ω ) λ 02 x 2 - ( i ω ) μ 01 Δ 01 1 + ( i ω ) λ 01 x 1 = - x ·· g . ]]>7.如權利要求6所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述設定約束條件為：所述阻尼器是速度相關型耗能裝置，設定λ01＝λ02＝0，ξ1＝ξ2＝0；所述基本振動控制方程為：D＝a0(iω)5+a1(iω)4+a2(iω)3+a3(iω)2+a4(iω)+a5；其中，a0＝1；a1＝△01+μ△02+△01μ01+△02μ01； a 2 = ω 1 2 + ω 2 2 + Δ 01 Δ 02 μ + Δ 01 Δ 02 μ 01 + Δ 01 Δ 02 μμ 01 ; ]]> a 3 = Δ 01 μ 01 ω 1 2 + Δ 02 μ 01 ω 1 2 + Δ 02 μω 1 2 + Δ 02 μ 01 ω 2 2 + Δ 01 ω 2 2 + Δ 01 μ 01 ω 2 2 ; ]]> a 4 = Δ 01 Δ 02 μμ 01 ω 1 2 + Δ 01 Δ 02 μ 01 ω 2 2 + ω 1 2 ω 2 2 ; ]]> a 5 = Δ 02 μ 01 ω 1 2 ω 2 2 + Δ 01 μ 01 ω 1 2 ω 2 2 ; ]]>α1＝b13(iω)3+b12(iω)2+b11(iω)+b10；其中，b13＝1；b12＝△02μ+△01μ01+△02μ01+△01；α2＝b23(iω)3+b22(iω)2+b21(iω)+b20，其中，b23＝1；b22＝△01+△02μ+△02μ01+△01μ01；8.如權利要求7所述的雙塔連體結構地震動響應的控制方法，其特征在于，所述第一塔樓的相對振動能量為所述第二塔樓的相對振動能量為所述平均相對振動能量公式為：所述第一塔樓的平均相對振動能量為所述第二塔樓的平均相對振動能量為且，則其中， M 52 = b 0 ′ ( - a 0 a 4 a 5 + a 1 a 4 2 + a 2 2 a 5 - a 2 a 3 a 4 ) + a 0 b 1 ′ ( - a 2 a 5 + a 3 a 4 ) + a 0 b 2 ′ ( a 0 a 5 - a 1 a 4 ) + a 0 b 3 ′ ( - a 0 a 3 + a 1 a 2 ) + a 0 b 4 ′ a 5 ( - a 0 a 1 a ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳巧云，代健州，潘偉杰，
申請(專利權)人：武漢工程大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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