[发明专利]施加粘滞阻尼器高层结构的模拟方法及系统

说明书

本发明的施加粘滞阻尼器高层结构的模拟方法，包括：建立标准三维固体模型，标准三维固体模型包括弹簧K1、弹簧K2和弹簧K3*，弹簧K2与弹簧K3*串联后与弹簧K1并联并共同支撑质点；把弹簧K3*等效变换为粘滞阻尼器，则标准三维固体模型变换得到模拟带粘滞阻尼器结构模型；基于模拟带粘滞阻尼器结构模型，在复数空间上进行运算，得到附加阻尼比算法；对附加阻尼比算法的倒数进行求导和求极小值，得到最大附加阻尼比算法；通过最大附加阻尼比算法计算得到最大阻尼比。此外，还提供了一种施加粘滞阻尼器高层结构的模拟系统。采用本方案能够明显减少误差，满足工程精度的要求，而不需要真正的施加粘滞阻尼器在高层建筑结构中试算。

技术领域

本发明涉及结构设计领域，特别涉及一种施加粘滞阻尼器高层结构的模拟方法及系统。

背景技术

在结构设计领域，包括民建机构、工建结构、桥梁结构等结构设计。当上述工程结构设计应用在地震带处，尤其是高烈度区的地震带时，高层或超高层结构的设计主要由地震控制，传统的设计则以“抗”为主的设计方法，不仅材料用量大、造价高，而且构件截面尺寸“傻大黑粗”，影响建筑的使用。因此，在此类建筑结构中都会施加阻尼器，例如粘(弹)性阻尼器、流体阻尼器，施加阻尼器可以将地震中的能量消耗掉，不仅节省材料、降低造价，而且结构尺寸较小，可以增加建筑有效使用面积。

然而，目前《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12.3.4条及其条文说明，给出了粘滞阻尼器附加给结构的阻尼比近似估算公式：

ζcj＝Tj/(4πMj)*φjTCcφj＝1/2/Kj×ωjφjTCcφj

式中：ζcj——结构第j振型上粘滞阻尼器附加的阻尼比；

Tj——结构第j振型的周期；

ωj——结构第j振型的圆频率；

Cc——效能器产生的结构附加阻尼矩阵；

Mj——第j振型广义质量；

Kj——第j振型广义刚度；

φj——第j振型的振型系数。

然而上述给出的粘滞阻尼器附加给结构的阻尼比近似估算方法所得出的施加粘滞阻尼器的最大阻尼比的误差较大，不能够满足工程精度的要求。

发明内容

本发明的目的在于减少施加粘滞阻尼器的最大阻尼比的计算误差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种施加粘滞阻尼器高层结构的模拟方法，包括：

建立标准三维固体模型，所述标准三维固体模型包括弹簧K₁、弹簧K₂和弹簧K₃*，所述弹簧K₂与所述弹簧K₃*串联后与所述弹簧K₁并联并共同支撑质点；

把所述弹簧K₃*等效变换为粘滞阻尼器，则所述标准三维固体模型变换得到模拟带粘滞阻尼器结构模型；

基于所述模拟带粘滞阻尼器结构模型，在复数空间上进行运算，得到附加阻尼比算法；

对所述附加阻尼比算法的倒数进行求导和求极小值，得到最大附加阻尼比算法；

通过所述最大附加阻尼比算法计算得到最大阻尼比。

在一实施例中，还包括：所述附加阻尼比算法为：