實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定的處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，特別設(shè)及一種實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定 的處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，包括民建機構(gòu)、工建結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)設(shè)計。當上述工程結(jié) 構(gòu)設(shè)計應(yīng)用在地震帶處，尤其是高烈度區(qū)的地震帶時，高層或超高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要由地 震控制，傳統(tǒng)的設(shè)計則W"抗"為主的設(shè)計方法，不僅材料用量大、造價高，而且構(gòu)件截面尺 寸"傻大黑粗"，影響建筑的使用。因此，在此類建筑結(jié)構(gòu)中都會施加阻尼器，例如粘（彈） 性阻尼器、流體阻尼器，施加阻尼器可W將地震中的能量消耗掉，不僅節(jié)省材料、降低造價， 而且結(jié)構(gòu)尺寸較小，可W增加建筑有效使用面積。
[0003] 然而，目前《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第12. 3. 4條及其條文說明，給出了 粘滯阻尼器附加給結(jié)構(gòu)的阻尼比近似估算公式：
[0004] ^Cj=Tj/ (4 31Mj) * <1)JTCc<1)j=l/2/KjX?j(J)jTCc<1)j 陽0化]式中：CCj一一結(jié)構(gòu)第j振型上粘滯阻尼器附加的阻尼比；
[0006] Tj-結(jié)構(gòu)第j振型的周期；
[0007] COj--結(jié)構(gòu)第j振型的圓頻率；
[0008] Cc一一效能器產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)附加阻尼矩陣；
[0009] Mj--第j振型廣義質(zhì)量；
[0010] Kj-第j振型廣義剛度；
[0011](J)j--第j振型的振型系數(shù)。
[0012] 上述給出的粘滯阻尼器僅用于估算阻尼值，而且該算法的誤差較大。
[0013] 另外，僅采用上述的算法是無法對粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)體的哪一位置實施且符合工 程施工的要求是不確定，增加了工程建造過程中計算的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的在于克服粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)體實施位置準確度的問題。
[0015] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0016] 一種實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定的處理方法，包括：
[0017] 建立標準=維固體模型，所述標準=維固體模型包括彈黃Ki、彈黃Kz和彈黃K3*， 所述彈黃Kz與所述彈黃K3*串聯(lián)后與所述彈黃Ki并聯(lián)并共同支撐質(zhì)點；
[0018]把所述彈黃而*等效變換為粘滯阻尼器，則所述標準S維固體模型變換得到模擬 帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型；
[0019] 基于所述模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型，在復(fù)數(shù)空間上進行運算，得到附加阻尼比 算法；
[0020] 對所述附加阻尼比算法的倒數(shù)進行求導(dǎo)和求極小值，得到最大附加阻尼比算法；
[0021] 通過所述最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比； 陽0。] 預(yù)設(shè)減震目標值；
[0023] 所述附加最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼器設(shè)置的位置。
[0024] 在一實施例中，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼 器設(shè)置的位置的步驟具體為：
[00巧]獲取所述標準=維固體模型的基本自振周期Tl;
[00%] 將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然后再計算所述模擬帶粘滯 阻尼器結(jié)構(gòu)模型的基本自振周期Tz;
[0027]根據(jù)a=Ti/%和所述最大阻尼比Cmax=(曰2l)/4/a計算出該位置設(shè)置粘滯阻 尼器所能給結(jié)構(gòu)附加的最大阻尼比；
[002引所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，判斷所述附加的最大阻尼比是 否達到所述預(yù)設(shè)減震目標值，是則獲得粘滯阻尼器設(shè)置的位置。
[0029] 在一實施例中，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得粘滯阻尼 器設(shè)置的位置的步驟還包括：
[0030] 判斷到所述附加的最大阻尼比未達到所述預(yù)設(shè)減震目標值，則變換粘滯阻尼器的 位置，并返回執(zhí)行所述將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然后在計算所 述模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型的基本自振周期T2的步驟。 陽03U 在一實施例中，所述附加阻尼比算法為：C=Kz2KsZV也K/+K32化+?)];所述最 大附加阻尼比算法為：C max=Ki/2Ke ; 陽0巧其中，Ks=Cw，C為阻尼系數(shù)，CO為頻率，Ki為所述標準立維固體模型的復(fù)剛度 的虛部，Ke為所述標準=維固體模型的復(fù)剛度。
[0033] 在一實施例中，所述粘滯阻尼器與結(jié)構(gòu)連接的方式包括：對角支撐、人字支撐、肘 式支撐或剪刀支撐中的任意一種或多種。
[0034] 另外，還提供一種實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定的處理系統(tǒng)，包括：
[0035] 標準S維固體模型模塊，包括彈黃Ki、彈黃Kz和彈黃K3*，所述彈黃Kz與所述彈黃 而*串聯(lián)后與所述彈黃Ki并聯(lián)并共同支撐質(zhì)點；
[0036] 模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型模塊，把所述彈黃而*等效變換為粘滯阻尼器；
[0037] 附加阻尼比運算模塊，基于所述模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型模塊，在復(fù)數(shù)空間上 進行運算得到附加阻尼比算法；
[0038] 最大附加阻尼比運算模塊，對所述附加阻尼比運算模塊的附加阻尼比算法的倒數(shù) 進行求導(dǎo)和求極小值，得到最大附加阻尼比算法；
[0039] 計算模塊，通過所述最大附加阻尼比算法計算得到最大阻尼比；
[0040] 預(yù)設(shè)模塊，預(yù)設(shè)減震目標值；
[0041] 粘滯阻尼器位置運算模塊，所述附加最大阻尼比與所述減震目標值相比較，獲得 粘滯阻尼器設(shè)置的位置。
[0042] 在一實施例中，所述粘滯阻尼器位置運算模塊包括：
[0043]自振周期運算單元，獲取標準S維固體模型的基本自振周期Tl;
[0044] 模擬自振周期運算單元，將用于安裝粘滯阻尼器的位置利用剛性桿連接起來，然 后再計算模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型的基本自振周期了2; W45] 計算單元，根據(jù)a=V%和所述最大阻尼比Cmax=(a2-l)/4/a計算出該位置 設(shè)置粘滯阻尼器所能給結(jié)構(gòu)附加的最大阻尼比；
[0046] 比較單元，所述附加的最大阻尼比與所述減震目標值相比較，判斷所述附加的最 大阻尼比是否達到所述預(yù)設(shè)減震目標值，是則獲得粘滯阻尼器設(shè)置的位置。
[0047] 在一實施例中，所述比較單元還用于：判斷到所述附加的最大阻尼比未達到所述 預(yù)設(shè)減震目標值，則變換粘滯阻尼器的位置，并返回執(zhí)行模擬自振周期運算單元。 W48] 在一實施例中，所述附加阻尼比算法為：C=K22K3/2/也K/+K32化+ig];所述最 大附加阻尼比算法為：Cmax=Ki/2Ke; W例其中，Ks=Cw，C為阻尼系數(shù)，CO為頻率，Ki為所述標準立維固體模型的復(fù)剛度 的虛部，Ke為所述標準=維固體模型的復(fù)剛度。
[0050] 在一實施例中，所述粘滯阻尼器與結(jié)構(gòu)連接的方式包括：對角支撐、人字支撐、肘 式支撐或剪刀支撐中的任意一種或多種。
[0051] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：
[0052] 采用本方案的實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定的處理方法和系統(tǒng)，通過本 處理方法的最大阻尼比與預(yù)設(shè)的減震目標值相比較，進行有目的的調(diào)整位置。運樣就可W 快速、便捷且準確的確定施加粘滯阻尼器的位置范圍，一旦所確定的位置符合減震目標值， 則確定粘滯阻尼器的位置，而不需要真正的施加粘滯阻尼器在高層建筑結(jié)構(gòu)中試算，大大 的降低了工程建造過程中計算的難度。
【附圖說明】
[0053] 圖1是單自由度簡化模型的示意圖；
[0054] 圖2是一實施例中的標準S維固體模型的示意圖； 陽化5] 圖3是一實施例中的模擬帶粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)模型的示意圖；
[0056] 圖4是一實施例中實現(xiàn)粘滯阻尼器在高層結(jié)構(gòu)中位置確定的處理方法的流程圖；
[0057] 圖5是圖4中步驟S70的具體流程圖；
[0058] 圖6是粘滯阻尼器的對角支撐形式；
[0059] 圖7是粘滯阻尼器的人字支撐形式；
[0060] 圖8是粘滯阻尼器的剪刀支撐形式；
[0061] 圖9是粘滯阻尼器的肘式支撐形式；
[0062] 圖10是粘滯阻尼器的另一肘式支撐形式；
[0063] 圖11是A棟模型圖；
[0064] 圖12是另一角度的A棟模型圖； W65] 圖13是A棟內(nèi)筒支撐立面圖；
[0066] 圖14是A棟的頂部區(qū)域施加粘滯阻尼器的放大示意圖；
[0067] 圖15是A棟的底部區(qū)域施加粘滯阻尼器