近场脉冲型地震作用下TMDI隔震结构的随机动力响应及参数优化

近场脉冲型地震作用下基础隔震结构(Base Isolation Structure,BIS)的隔震层位移过大会导致隔震层破坏,安装调谐质量惯质阻尼器(Tuned Mass Damper Inerter,TMDI)形成的BIS-TMDI系统能有效减小隔震层位移.然而,从随机振动的角度考察近断层脉冲型地震作用下BIS-TMDI系统的随机动力响应及其参数优化少有研究.为此,采用确定性窄带谐波和宽带随机激励之和模拟近场脉冲型地震动,并提出使用统计线性化方法计算近场脉冲型地震激励下受控结构的随机动力响应.该方法的核心在于将非线性动力方程等效地分解为两组耦合的分别以确定性响应和宽带随机响应为未知量的非线性微分方程.利用统计线性化方法处理得到随机微分方程,并联立确定性微分方程得到总响应.研究表明:结构确定性和随机响应分量是耦合的,脉冲激励会引起随机响应标准差的大幅抖动;TMDI能有效地减小隔震层位移;需要同时考虑确定性和随机响应分量才能更好地在概率意义上优化TMDI控制参数.