主次结构相互耦合下楼层反应谱的频域分析

直接从由建筑物和设备组成的主次结构耦合系统各自的动力特性出发,考虑主次结构间调谐、干扰、非经典阻尼等因素的影响,推导出频率传递函数和次结构的加速度均方根响应,并由此进一步得到楼层的加速度均方根反应谱。这一方法避免了求解联合系统的复特征值和动力方程出现病态等问题,大大简化了计算过程。最后在算例中就次结构的阻尼比、质量比、安装楼层及场地土等因素对楼层加速度均方根反应谱的影响进行了讨论,算例表明,质量比是决定能否采用古典谱的关键因素,场地土对反应谱的影响也不容忽视。

利用模态截断技术分析多点连接主次结构耦合系统的地震反应

建立了多点连接主次结构耦合系统的数学模型,并利用模态截断技术求出各自的模态响应传递函数和位移响应,以主次结构系统的位移功率谱密度函数在整个频率域内的积分得到位移响应的均方根值并与精确解进行比较.算例表明,即使在只取主次结构前几阶模态的情况下,该方法仍具有很高的精度;将次结构视为MTMD(复合调频质量阻尼器)系统来控制主结构的位移均方响应,分析了主次结构的质量比、次结构的刚度质量比和模态阻尼比等因素对控制效果的影响,算例表明,次结构的刚度质量比是影响控制效果的关键因素.

利用模态截断技术计算主次结构耦合系统的楼层反应谱

基于主结构固定基础模态的正交性,从主次结构各自的动力特性出发,利用模态截断技术直接推导出频率传递函数和次结构加速度均方根响应,并进一步得到楼层的加速度均方根反应谱。推导过程考虑了主次结构间调谐、耦合、非经典阻尼等因素的影响,避免了求解主次结构由于各自刚度和质量的巨大差异而导致的动力病态方程及主次结构由于阻尼不同而导致的复特征值解耦问题,成功实现了主次结构的实模态解耦分析。算例讨论了次结构固有频率和模态截断对其加速度功率谱密度函数和楼层加速度均方根反应谱的影响,结果表明,只需截取较低的几阶模态就能得到相当精确的反应谱值,从而大大减少了计算工作量。