时程激励下线性耗能结构响应的快速迭代法制造技术

时程激励下线性耗能结构响应的快速迭代法，属于土木工程中的结构抗震、抗风振动分析领域，包括如下步骤：步骤1：建立结构的地震动方程，步骤2：运动方程组的一阶微分方程组转化，步骤3：一阶微分方程组的复模态解耦，步骤4：结构时程响应的精确迭代法，本发明专利技术在获得结构振动方程的基础上利用状态方程法将结构化为一阶微分方程组，利用复模态方法解耦振动方程，获得结构动力响应的杜哈梅积分表达式。利用时程激励时间间隔相等、结构响应杜哈梅积分表达式的特点及指数相乘简化运算的特点，提出了一种无任何假设的计算结构时程响应的快速迭代法。

Fast iterative method for response of linear energy dissipative structures under time history excitation

【技术实现步骤摘要】
时程激励下线性耗能结构响应的快速迭代法
本专利技术属于土木工程中的结构抗震、抗风振动分析领域，涉及一种高效求解结构在时程激励下动力响应的迭代解法。
技术介绍
地震、风等自然现象都会对人造土木结构产生影响，均以动力的形式施加在土木结构上，由于它们从发生到结束都要经历一定的时间间隔，因此地震和风对土木结构的一次作用都应看做是时程激励。当强震或者强风发生时，都会引起人造土木结构的强烈振动，严重时引起结构的破坏。地震和台风、飓风等每年都会给地球家园造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。20世纪40年代，日本，美国等国家最早开展地震动过程的监测工作，新中国成立之后，中国也加入了对地震动过程的监测工作，至今已经获得了大量的地震动时程曲线，一直是研究地震动对土木结构震动影响的重要途径。20世纪50年代，美国、加拿大等受飓风影响较大的国家、中国和日本等遭受台风等影响大的国家开始对风荷载对结构的影响进行研究，获得了大量的风荷载时程，特别是近年来风洞试验的开展，获得了大量的风荷载时程激励数据，成为研究风荷载对土木结构影响的重要手段。研究土木结构在时程激励下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.时程激励下线性耗能结构响应的快速迭代法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立结构的地震动方程/n先根据工程设计需要，建立结构基于时程激励的动力方程/n

【技术特征摘要】
1.时程激励下线性耗能结构响应的快速迭代法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立结构的地震动方程
先根据工程设计需要，建立结构基于时程激励的动力方程



式中，M,C,K分别为结构及减震装置的质量、刚度和阻尼矩阵，其为n*n阶矩阵；x、为结构相对于地面的位移向量、速度向量及加速度向量；α为结构激励强度系数；f(t)为时程激励，可以是地震动时程曲线、也可以是风振动时程曲线；
步骤2：运动方程组的一阶微分方程组转化
引入状态变量：



方程(1)变为：



式中，r＝[αT0]T；
步骤3：一阶微分方程组的复模态解耦
运用复模态法理论，存在左、右特性向量U、V和特征值矩阵P，使方程(3)解耦；
特征值矩阵P，由式(3)的特征值方程获得：



式中，|·|为求行列式；特征值矩阵P为对角阵；
左、右特性向量U、V的求解方法如下：



式中，[·]T表示对矩阵转置，且存在如下关系：



令：
y＝UZ(7)
式中，Z为复模态广义变量；



对式(8)左乘VT，得：



由复模态理论及式(6)，式(9)变为：



式中，
由于P为对角阵，，则式(10)用分量的形式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：葛新广，林桂武，吴辉琴，徐长春，
申请(专利权)人：广西科技大学，柳州市诚信建设监理有限责任公司，广西华蓝工程管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45