66] 式中：n為地震波的數(shù)量；
[0067] 腳比較消能器的實(shí)際附加有效阻尼比Ca和主體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)實(shí)際附加有效阻尼比 Caim ：
[0068] ①若根據(jù)天然波計(jì)算所得的Ca<0.55Caim;若根據(jù)人工波計(jì)算所得的Ca<0.8Caim，轉(zhuǎn) 入步驟(9);即：若根據(jù)天然波計(jì)算所得的Ca<〇 . 55Caim，轉(zhuǎn)入步驟(9);而根據(jù)人工波計(jì)算所得 的Ca<0.8Caim，轉(zhuǎn)入步驟(9);
[0069] ②若根據(jù)天然波計(jì)算所得的Ca>l . 1 X0.55Um;若根據(jù)人工波計(jì)算所得的Ca>l . 1 X 0.8Caim，轉(zhuǎn)入步驟(10);即：若根據(jù)天然波計(jì)算所得的Ca> 1 . 1 X 0.55Caim，轉(zhuǎn)入步驟(10);而根 據(jù)人工波計(jì)算所得的Ca> 1 . 1 X 0.8Caim，轉(zhuǎn)入步驟(10);
[0070] ③若根據(jù)天然波計(jì)算得到：0.55Caim < Ca < 1 . 1 X 0.55Caim;若根據(jù)人工波計(jì)算得 到：0.8Caim<Ca< 1.1X0.8C aim? 轉(zhuǎn)入步驟(11);
[0071] 腳重新布置消能器并增加消能器的數(shù)量，重新布置消能器是指對消能器在主體結(jié) 構(gòu)中的位置及布置形式均做重新布置，重復(fù)步驟間~腳，直至根據(jù)天然波計(jì)算得到：0.55 寫aim ^a。. 1 X 0.55Um;根據(jù)人工波計(jì)算得到：0 . SUm ^a。. 1 X 0 . SUm，轉(zhuǎn)入步驟(11);
[0072] (10)調(diào)整消能器的位置并減少消能器的數(shù)量，調(diào)整消能器的位置是指對消能器在主 體結(jié)構(gòu)中的位置進(jìn)行調(diào)整，重復(fù)步驟間~腳，直至根據(jù)天然波計(jì)算得到:0.55Caim < Ca < 1 . 1 X 0.55 ;根據(jù)人工波計(jì)算得到:0.8Um ^a。. 1 X 0.8Um，轉(zhuǎn)入步驟(11);
[0073] (11)完成消能減震結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)中消能器的優(yōu)化。
[0074] 經(jīng)過W上計(jì)算，消能器的布置滿足主體結(jié)構(gòu)罕遇地震作用時(shí)的消能減震結(jié)構(gòu)性能 目標(biāo)和要求，此時(shí)，消能器在主體結(jié)構(gòu)中的布置方案即為安全、合理及經(jīng)濟(jì)方案。
[0075] 本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，按照本發(fā)明的上述內(nèi)容，利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)知 識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可W做出其它多種形 式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于目標(biāo)附加有效阻尼比的消能減震結(jié)構(gòu)消能器包絡(luò)優(yōu)化方法，具體包括以下 步驟： ⑴選定用于主體結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析的地震波； ⑵設(shè)定主體結(jié)構(gòu)罕遇地震作用時(shí)的消能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求，對主體結(jié)構(gòu)不設(shè)置 消能器，在第i條地震波的作用下，其中，i = l，2,3,…，n，n為地震波的數(shù)量，對主體結(jié)構(gòu)反 復(fù)迭加附加有效阻尼比進(jìn)行罕遇地震的彈塑性時(shí)程分析，直至迭加了附加有效阻尼比后的 主體結(jié)構(gòu)在該條地震波作用時(shí)能夠滿足消能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求，該迭加的附加有效 阻尼比即為對應(yīng)于第i條地震波的目標(biāo)附加有效阻尼比⑴； (3)對每條地震波作用時(shí)的目標(biāo)附加有效阻尼比|aim⑴求均值，得到主體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)實(shí) 際附加有效阻尼比公式① 式中:η為地震波的數(shù)量； ⑷初步確定消能器的類型、布置位置、形式及數(shù)量，并將消能器布置在主體結(jié)構(gòu)中形成 消能減震結(jié)構(gòu)； (5) 在每條地震波的作用下，對消能減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震的彈塑性時(shí)程分析： ① 若消能減震結(jié)構(gòu)在第i條地震波作用時(shí)能夠滿足消能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求，轉(zhuǎn) 入步驟(6); ② 若消能減震結(jié)構(gòu)在第i條地震波作用時(shí)不能滿足消能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求，調(diào) 整消能器類型、布置位置、形式和數(shù)量，直至消能減震結(jié)構(gòu)在該條地震波作用時(shí)能夠滿足消 能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求，轉(zhuǎn)入步驟(6); (6) 計(jì)算第i條地震波作用時(shí)消能器的附加有效阻尼比ξΕ⑴： ξΕ(?)= Xmax(ffcj(i))/[43i · max(ffs(i))] 公式② 式中：ξΕ⑴為第i條地震波作用時(shí)消能器的附加有效阻尼比;Wq⑴為第j個(gè)消能部件在 第i條地震波作用時(shí)結(jié)構(gòu)預(yù)期層間位移A ⑴下往復(fù)循環(huán)一周所消耗的能量，取最大滯回 環(huán)面積;WsW為消能減震結(jié)構(gòu)在第i條地震波作用時(shí)預(yù)期位移下的總應(yīng)變能;ma X(WsW)為消 能減震結(jié)構(gòu)在第i條地震波作用時(shí)預(yù)期位移下的最大總應(yīng)變能； (7) 對每條地震波作用時(shí)的消能器的附加有效阻尼比ξΕ(υ求均值，得到消能器的實(shí)際附 加有效阻尼比公式③ 式中:η為地震波的數(shù)量； (8) 比較消能器的實(shí)際附加有效阻尼比和主體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)實(shí)際附加有效阻尼比ξ_: ① 若根據(jù)天然波計(jì)算所得的|a<〇. 55|aim;若根據(jù)人工波計(jì)算所得的|a<0.8|aim，轉(zhuǎn)入 步驟(9); ② 若根據(jù)天然波計(jì)算所得的|a>l. 1 X〇.55|aim;若根據(jù)人工波計(jì)算所得的|a>l. 1 X 0.8|aim，轉(zhuǎn)入步驟(10); ③ 若根據(jù)天然波計(jì)算得到:0.55|aim < < 1.1 X 0.55|aim;若根據(jù)人工波計(jì)算得到:0.8 1·1Χ0·8ξ-，轉(zhuǎn)入步驟(11); (9) 重新布置消能器并增加消能器的數(shù)量，重復(fù)步驟(5)~(8)，直至根據(jù)天然波計(jì)算得到： 0 · 55ξ- < < 1 · 1 X 0 · 55|aim;根據(jù)人工波計(jì)算得到:0 · 8ξ- < < 1 · 1 X 0 · 8|aim，轉(zhuǎn)入步驟 (11)； (10) 調(diào)整消能器的位置并減少消能器的數(shù)量，重復(fù)步驟(5)~(8)，直至根據(jù)天然波計(jì)算得 到:0.55|-<|^1.1\0.55 ;根據(jù)人工波計(jì)算得到:0.8|"<|^1.1\0.8|-，轉(zhuǎn)入步驟 (11)； (11) 完成消能減震結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)中消能器的優(yōu)化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于目標(biāo)附加有效阻尼比的消能減震結(jié)構(gòu)消能器包絡(luò)優(yōu)化方 法，其特征在于:在所述步驟(6)中，不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響，消能減震結(jié)構(gòu)在第i條地震波作用時(shí)預(yù)期 位移下的最大總應(yīng)變能max(W s(i))根據(jù)以下公式計(jì)算： max(Ws(i)) = (1/2) Smax(Fk(i)) · max(Uk(i)) 公式④ 式中:max(Fk(i))為質(zhì)點(diǎn)k在第i條地震波的水平地震作用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值的最大值，max(uk(i)) 為質(zhì)點(diǎn)k對應(yīng)于第i條地震波的水平地震作用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值的位移最大值。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于目標(biāo)附加有效阻尼比的消能減震結(jié)構(gòu)消能器包絡(luò)優(yōu)化方 法，其特征在于:所述地震波至少為七條，其中天然波的數(shù)量大于或等于地震波總數(shù)的2/3。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于目標(biāo)附加有效阻尼比的消能減震結(jié)構(gòu)消能器包絡(luò)優(yōu)化方 法，其特征在于:所述消能器采用位移相關(guān)型消能器、速度相關(guān)型消能器或者復(fù)合型消能 器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于目標(biāo)附加有效阻尼比的消能減震結(jié)構(gòu)消能器包絡(luò)優(yōu)化方法，選定用于主體結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析的地震波；設(shè)定主體結(jié)構(gòu)罕遇地震作用時(shí)的消能減震結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)和要求；計(jì)算主體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)實(shí)際附加有效阻尼比ξaim；初步確定消能器類型、布置位置、形式及數(shù)量，在每條地震波的作用下，對消能減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震的彈塑性時(shí)程分析，計(jì)算消能器的實(shí)際附加有效阻尼比ξa，比較ξa和ξaim，直至根據(jù)天然波計(jì)算得到：0.55ξaim≤ξa≤1.1×0.55ξaim；根據(jù)人工波計(jì)算得到：0.8ξaim≤ξa≤1.1×0.8ξaim。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中消能器選用和布置的合理性，使消能器處于高效率工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中消能器設(shè)計(jì)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN105604204
【申請?zhí)枴緾N201610032673
【發(fā)明人】徐昕, 區(qū)彤, 焦柯, 譚堅(jiān), 楊新, 張連飛, 林家豪, 段靜
【申請人】廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月18日