改进人工鱼群算法优化设计耗能增效型惯容减震系统

为了使惯容减震系统在满足结构性能需求的前提下实现耗能增效最大化,采用改进的人工鱼群算法来进行惯容减震结构优化设计。首先根据随机振动理论推导出白噪声激励下惯容减震单自由度结构的随机振动响应解析解,然后推导出优化设计问题的数学表达式,采用具有自适应视野与拥挤度的改进人工鱼群算法优化惯容减震系统的关键参数,最后验证改进人工鱼群算法的性能以及优化后惯容减震结构的减震效果与耗能增效情况。结果表明:改进的人工鱼群算法在求解速度以及精确度上均优于传统的人工鱼群算法,优化设计出的惯容减震结构具有良好的减震性能,充分发挥了惯容减震系统的耗能增效功能,为惯容减震系统的参数优化提供了简便且可靠的手段。

惯容减震系统性能成本控制解析设计方法

惯容减震系统是具备惯性与耗能增效特性的结构吸振减震装置。惯容的增效特性可能会产生较大的惯性控制力,导致实际应用时制造安装成本较高。为此,针对现有惯容减震系统设计时的成本控制考虑不足及计算繁琐问题,以结构性能、成本(控制力)同时作为直接的设计控制目标,从随机响应角度推导简洁实用的参数设计公式。在惯容减震单自由度结构随机振动响应解析解的基础上,研究结构响应和控制力的变化规律,发现其性能优化和成本优化的平衡点。根据响应极值条件,推导了白噪声激励下惯容减震系统考虑“性能-成本”控制原则的关键参数计算公式。通过算例设计分析,验证了设计公式的正确性和设计过程的简便性,且采用文中所推导解析公式进行惯容减震系统设计,可在保证性能需求的同时,避免过大的控制成本;公式设计结果能适用于不同类型地震激励和考虑固有阻尼比的情况。