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多层建筑结构抗震用惯性减振器的多目标优化设计。 (英语) Zbl 1422.93138号

摘要:近年来,将粘滞阻尼器和调谐质量阻尼器与惯性装置耦合,出现了不同的惯性基减振器(IVA)用于建筑结构的抗震保护。在三种最受欢迎的IVA中,惰性气体起着运动放大器[调谐粘滞-惰性气体放大器(TVMD)配置]、质量放大器[调谐质量放大器(TMDI)配置]或质量替代物[调谐惰性气体放大器配置]的作用。先前的工作表明,与传统阻尼器/减震器相比,通过适当的调整,IVA可以增强地震引起的振动抑制和/或减轻重量,但以IVA对主楼结构施加的控制力增加为代价。当前的IVA调整方法通常不会考虑这些潜在的较大作用力。在这方面,本文开发了一种多目标IVA设计方法,以确定以下竞争目标之间的折衷:(i)抑制建筑物中地震引起的振动,(ii)避免过度IVA(控制)力的发展,同时,评估地震工程应用IVA实际设计的不同建模假设的适当性。针对基准9层钢框架结构高度上的不同IVA布置,说明了该方法针对上述目标精确定位Pareto最优IVA设计的潜力。目标(i)根据当前基于性能的抗震设计趋势进行量化,使用第一通道可靠性标准,该标准与超过预先规定的楼层漂移阈值和/或楼层加速度的概率有关,是相关的工程需求参数(EDP)。根据动力吸振器的传统调谐方法,还考虑使用EDP方差之和作为性能量化的变量、更简单的公式。目标(ii)通过IVA力的方差进行量化。研究发现,与以最大振动抑制为目标的极端Pareto最优IVA设计相比,IVA控制力可以减少多达3倍,而建筑性能的恶化并不显著,而TID和TMDI实现了几乎相同的建筑性能,并且显著优于TVMD。此外,还表明,较简单的变型公式可以提供显著的次优可靠性性能。最后,对于捕捉地震激励典型演化特征的非平稳随机激励模型,验证了平稳条件下最优IVA设计的有效性。

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