【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程结构
，特别涉及一种双塔连体结构地震动响应的控制方法。
技术介绍
高层连体结构因其独特的造型及便利塔楼之间的联系而受到建筑师的青睐，同时也为结构工程师带来挑战：连体结构的耗能减震设计越来越受到重视。目前，关于利用连体部分进行双塔或多塔结构耗能减震的分析较少，大部分研究集中于非连体的相邻结构。连体结构的地震反应及减振效果依赖于连接装置的参数设置，而连接参数的优化又与塔楼频率比、塔楼质量比、连廊与塔楼质量比、连廊间连接参数的阻尼系数比及连廊位置等密切相关，目前，在该方面的研究较少，无法实现塔楼结构的振动控制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，解决了或部分解决了现有技术中的控制方法无法实现双塔连体结构振动控制的技术问题，通过将双塔连体结构简化为三单自由度模型，推导出双塔连体结构在地震或风荷载作用下，塔楼结构间布置阻尼器的最优参数表达式，实现了双塔连体结构振动控制目的的技术效果。本专利技术提供的一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，所述双塔连体结构包括：第一塔楼、第二塔楼及连廊，所述连廊连接所述第一塔楼及所述第二塔楼，所述控制方法包括以下步骤：建立所述双塔连体结构的计算模型；根据所述计算模型确定所述第一塔楼、所述第二塔楼与所述连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程；通过所述基本振动控制方程及平均相对振动能量公式确定所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量；对所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量进行目标控制，确定所述阻尼器的零频阻尼比χ的解析解。作为优选，建立所述双塔连体结构的计算模型时，将所述双...
【技术保护点】
一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，所述双塔连体结构包括：第一塔楼、第二塔楼及连廊，所述连廊连接所述第一塔楼及所述第二塔楼，其特征在于，包括以下步骤：建立所述双塔连体结构的计算模型；根据所述计算模型确定所述第一塔楼、所述第二塔楼与所述连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程；通过所述基本振动控制方程及平均相对振动能量公式确定所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量；对所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量进行目标控制，确定所述阻尼器的零频阻尼比χ的解析解。
【技术特征摘要】
1.一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，所述双塔连体结构包括：第一塔楼、第二塔楼及连廊，所述连廊连接所述第一塔楼及所述第二塔楼，其特征在于，包括以下步骤：建立所述双塔连体结构的计算模型；根据所述计算模型确定所述第一塔楼、所述第二塔楼与所述连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程；通过所述基本振动控制方程及平均相对振动能量公式确定所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量；对所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量进行目标控制，确定所述阻尼器的零频阻尼比χ的解析解。2.如权利要求1所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，建立所述双塔连体结构的计算模型时，将所述双塔连体结构简化为由弹簧与所述阻尼器连接的三单自由度体系。3.如权利要求1所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述根据所述计算模型确定所述第一塔楼、所述第二塔楼与所述连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程，包括：将所述阻尼器的输出力代入所述双塔连体结构的运动方程，确定所述基本振动控制方程的第一表达式；通过建立虚拟激励，将所述第一表达式转换为第二表达式；通过设定参数值，将所述第二表达式转换为第三表达式；通过设定约束条件，将所述第三表达式转换为所述基本振动控制方程。4.如权利要求3所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述基本振动控制方程的第一表达式为： 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.如权利要求4所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述虚拟激励为：所述第二表达式为： ( 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.如权利要求5所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述设定参数值包括：设定所述第一塔楼与所述第二塔楼的质量比为μ＝m1/m2；设定所述连廊与所述第一塔楼的质量比为μ01＝m3/m1；设定所述第一塔楼与所述第二塔楼的频率比为β＝ω2/ω1；设定所述阻尼器的阻尼系数与所述第一塔楼及所述第二塔楼的质量比分别为△01＝c01/m1、△02＝c02/m1，其中，ξ1＝c1/2m1ω1，ξ2＝c2/2m2ω2；所述第三表达式为： [ ( 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.如权利要求6所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述设定约束条件为：所述阻尼器是速度相关型耗能装置，设定λ01＝λ02＝0，ξ1＝ξ2＝0；所述基本振动控制方程为：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.如权利要求7所述的双塔连体结构地震动响应的控制方法，其特征在于，所述第一塔楼的相对振动能量为所述第二塔楼的相对振动能量为所述平均相对振动能量公式为：所述第一塔楼的平均相对振动能量为所述第二塔楼的平均相对振动能量为且，则其中， 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 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴巧云，代健州，潘伟杰，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。