巨-子型有控结构在地震激励下控制性能分析

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巨-子型有控结构是将结构控制理论与传统大型工程结构(如高层、超高层建筑结构)的构造理论相结合,产生的一种新型结构形式,该新型结构依靠结构自身功能单元(内部子结构)实现响应控制,大大提高了结构在极端载荷(强风、地震、冲击)作用下的安全性。 巨-子型有控结构由于体积巨大,形式复杂,而且体系内各类结构构件及重要程度存在着明显的分级,使得结构性能分析,特别是抗震性能分析难度大大增加。精细的有限元计算模型虽然可以较准确地反映结构体系内各构件间的受力,传力特性,但分析所需的巨大计算工作量难以适用于工程应用。从初步设计及全面把握该种结构体系的受力特性的意义上讲等效简化模型分析更能显示其优势,因此,本文在进行巨子型有控结构控制性能分析时采用了等效简化模型。 同时在以往课题小组研究的基础上,通过有限元软件ANSYS建立等效简化实体模型,以巨-子型有控结构的主结构顶层以及最高子结构顶层位移及加速度响应作为控制目标,对巨子型有控结构进行在罕遇以及多遇地震激励作用下的动力时程分析;运用ANSYS动力分析中的功率谱密度分析(PSD),采用Kanai-Tajimi地震激励功率谱的修正模型,深入研究了巨-子型有控结构的设计参数变量如:主、子结构的刚度比RK,主、子结构的基本频率比ρ_f,主、子结构的质量比RM,附加柱刚度变化比ρ_k对巨-子型有控结构控制效果的影响。 本文所得结论与以往课题小组的研究分析结果相互印证,从而进一步说明了巨-子型有控结构显著的控制性能,同时也为今后工程设计提供了一定的理论依据。
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