實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法及系統技術方案

本發明專利技術的實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法，包括：建立標準三維固體模型，包括彈簧K1、彈簧K2和彈簧K3*，彈簧K2與彈簧K3*串聯后與彈簧K1并聯并共同支撐質點；把彈簧K3*等效變換為粘滯阻尼器，則標準三維固體模型變換得到模擬帶粘滯阻尼器結構模型；基于模擬帶粘滯阻尼器結構模型，得到附加阻尼比算法；對附加阻尼比算法的倒數進行求導和求極小值，得到最大附加阻尼比算法；通過最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比；預設減震目標值；附加最大阻尼比與減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼器設置的位置。基于此，還提供了實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理系統。采用本技術方案夠快速、準確的確定粘滯阻尼器的位置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及結構設計領域，特別設及一種實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定 的處理方法及系統。
技術介紹
在結構設計領域，包括民建機構、工建結構、橋梁結構等結構設計。當上述工程結 構設計應用在地震帶處，尤其是高烈度區的地震帶時，高層或超高層結構的設計主要由地 震控制，傳統的設計則W"抗"為主的設計方法，不僅材料用量大、造價高，而且構件截面尺 寸"傻大黑粗"，影響建筑的使用。因此，在此類建筑結構中都會施加阻尼器，例如粘（彈） 性阻尼器、流體阻尼器，施加阻尼器可W將地震中的能量消耗掉，不僅節省材料、降低造價， 而且結構尺寸較小，可W增加建筑有效使用面積。 然而，目前《建筑抗震設計規范》GB50011-2010第12. 3. 4條及其條文說明，給出了 粘滯阻尼器附加給結構的阻尼比近似估算公式： ^Cj=Tj/ (4 31Mj) * <1)JTCc<1)j=l/2/KjX?j(J)jTCc<1)j 陽0化]式中：CCj一一結構第j振型上粘滯阻尼器附加的阻尼比； Tj-結構第j振型的周期； COj--結構第j振型的圓頻率； Cc一一效能器產生的結構附加阻尼矩陣； Mj--第j振型廣義質量； Kj-第j振型廣義剛度；(J)j--第j振型的振型系數。 上述給出的粘滯阻尼器僅用于估算阻尼值，而且該算法的誤差較大。 另外，僅采用上述的算法是無法對粘滯阻尼器在結構體的哪一位置實施且符合工 程施工的要求是不確定，增加了工程建造過程中計算的難度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服粘滯阻尼器在結構體實施位置準確度的問題。 為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案： 一種實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法，包括： 建立標準=維固體模型，所述標準=維固體模型包括彈黃Ki、彈黃Kz和彈黃K3*， 所述彈黃Kz與所述彈黃K3*串聯后與所述彈黃Ki并聯并共同支撐質點；把所述彈黃而*等效變換為粘滯阻尼器，則所述標準S維固體模型變換得到模擬 帶粘滯阻尼器結構模型； 基于所述模擬帶粘滯阻尼器結構模型，在復數空間上進行運算，得到附加阻尼比 算法； 對所述附加阻尼比算法的倒數進行求導和求極小值，得到最大附加阻尼比算法； 通過所述最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比； 陽0。] 預設減震目標值； 所述附加最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼器設置的位置。 在一實施例中，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼 器設置的位置的步驟具體為：獲取所述標準=維固體模型的基本自振周期Tl; 將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然后再計算所述模擬帶粘滯 阻尼器結構模型的基本自振周期Tz;根據a=Ti/%和所述最大阻尼比Cmax=(曰2l)/4/a計算出該位置設置粘滯阻 尼器所能給結構附加的最大阻尼比；[002引所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，判斷所述附加的最大阻尼比是 否達到所述預設減震目標值，是則獲得粘滯阻尼器設置的位置。 在一實施例中，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼 器設置的位置的步驟還包括： 判斷到所述附加的最大阻尼比未達到所述預設減震目標值，則變換粘滯阻尼器的 位置，并返回執行所述將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然后在計算所 述模擬帶粘滯阻尼器結構模型的基本自振周期T2的步驟。 陽03U 在一實施例中，所述附加阻尼比算法為：C=Kz2KsZV也K/+K32化+?)];所述最 大附加阻尼比算法為：C max=Ki/2Ke ; 陽0巧其中，Ks=Cw，C為阻尼系數，CO為頻率，Ki為所述標準立維固體模型的復剛度 的虛部，Ke為所述標準=維固體模型的復剛度。 在一實施例中，所述粘滯阻尼器與結構連接的方式包括：對角支撐、人字支撐、肘 式支撐或剪刀支撐中的任意一種或多種。 另外，還提供一種實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理系統，包括： 標準S維固體模型模塊，包括彈黃Ki、彈黃Kz和彈黃K3*，所述彈黃Kz與所述彈黃 而*串聯后與所述彈黃Ki并聯并共同支撐質點； 模擬帶粘滯阻尼器結構模型模塊，把所述彈黃而*等效變換為粘滯阻尼器； 附加阻尼比運算模塊，基于所述模擬帶粘滯阻尼器結構模型模塊，在復數空間上 進行運算得到附加阻尼比算法； 最大附加阻尼比運算模塊，對所述附加阻尼比運算模塊的附加阻尼比算法的倒數 進行求導和求極小值，得到最大附加阻尼比算法； 計算模塊，通過所述最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比； 預設模塊，預設減震目標值； 粘滯阻尼器位置運算模塊，所述附加最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得 粘滯阻尼器設置的位置。 在一實施例中，所述粘滯阻尼器位置運算模塊包括：自振周期運算單元，獲取標準S維固體模型的基本自振周期Tl; 模擬自振周期運算單元，將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然 后再計算模擬帶粘滯阻尼器結構模型的基本自振周期了2; W45] 計算單元，根據a=V%和所述最大阻尼比Cmax=(a2-l)/4/a計算出該位置 設置粘滯阻尼器所能給結構附加的最大阻尼比； 比較單元，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，判斷所述附加的最 大阻尼比是否達到所述預設減震目標值，是則獲得粘滯阻尼器設置的位置。 在一實施例中，所述比較單元還用于：判斷到所述附加的最大阻尼比未達到所述 預設減震目標值，則變換粘滯阻尼器的位置，并返回執行模擬自振周期運算單元。 W48] 在一實施例中，所述附加阻尼比算法為：C=K22K3/2/也K/+K32化+ig];所述最 大附加阻尼比算法為：Cmax=Ki/2Ke; W例其中，Ks=Cw，C為阻尼系數，CO為頻率，Ki為所述標準立維固體模型的復剛度 的虛部，Ke為所述標準=維固體模型的復剛度。 在一實施例中，所述粘滯阻尼器與結構連接的方式包括：對角支撐、人字支撐、肘 式支撐或剪刀支撐中的任意一種或多種。 由上述技術方案可知，本專利技術的優點和積極效果在于： 采用本方案的實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法和系統，通過本 處理方法的最大阻尼比與預設的減震目標值相比較，進行有目的的調整位置。運樣就可W 快速、便捷且準確的確定施加粘滯阻尼器的位置范圍，一旦所確定的位置符合減震目標值， 則確定粘滯阻尼器的位置，而不需要真正的施加粘滯阻尼器在高層建筑結構中試算，大大 的降低了工程建造過程中計算的難度。【附圖說明】 圖1是單自由度簡化模型的示意圖； 圖2是一實施例中的標準S維固體模型的示意圖； 陽化5] 圖3是一實施例中的模擬帶粘滯阻尼器結構模型的示意圖； 圖4是一實施例中實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法的流程圖； 圖5是圖4中步驟S70的具體流程圖； 圖6是粘滯阻尼器的對角支撐形式； 圖7是粘滯阻尼器的人字支撐形式； 圖8是粘滯阻尼器的剪刀支撐形式； 圖9是粘滯阻尼器的肘式支撐形式； 圖10是粘滯阻尼器的另一肘式支撐形式； 圖11是A棟模型圖； 圖12是另一角度的A棟模型圖； W65] 圖13是A棟內筒支撐立面圖； 圖14是A棟的頂部區域施加粘滯阻尼器的放大示意圖； 圖15是A棟的底部區域施加粘滯阻尼器當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現粘滯阻尼器在高層結構中位置確定的處理方法，其特征在于，包括：建立標準三維固體模型，所述標準三維固體模型包括彈簧K1、彈簧K2和彈簧K3*，所述彈簧K2與所述彈簧K3*串聯后與所述彈簧K1并聯并共同支撐質點；把所述彈簧K3*等效變換為粘滯阻尼器，則所述標準三維固體模型變換得到模擬帶粘滯阻尼器結構模型；基于所述模擬帶粘滯阻尼器結構模型，在復數空間上進行運算，得到附加阻尼比算法；對所述附加阻尼比算法的倒數進行求導和求極小值，得到最大附加阻尼比算法；通過所述最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比；預設減震目標值；所述附加最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼器設置的位置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘玉柏，張良平，王衛忠，尚文紅，
申請(專利權)人：深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44