[发明专利]一种用于相邻建筑结构的粘弹性阻尼器设计方法

权利要求书

1.一种用于相邻建筑结构的粘弹性阻尼器设计方法，包括下述步骤：

(1)确定控制目标步骤：

对于两座相邻建筑结构，在对应楼层相同标高楼板处水平设置粘弹性阻尼器，连接相邻建筑结构，确定两座建筑结构的第一阶自振频率ω_j和总质量M_j，j＝1、2；第一控制目标是使其中一座建筑结构的平均相对振动能量最小，则将作为控制目标的一座建筑结构作为第一座建筑结构，转步骤(2)；第二控制目标是使两座建筑结构总的平均相对振动能量最小，则将其中自振频率较大的结构作为第一座建筑结构，转步骤(3)；

(2)第一控制目标优化参数计算步骤：

计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β＝ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ＝M₁/M₂；其中，ω₁、ω₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的第一阶自振频率，M₁、M₂分别为第一座建筑结构和第二座建筑结构的总质量；

当β≤1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为：

βopt=μ(1-β2)(1+μ)2,]]>Δopt=(1-β2)2(1+μ)μ(1+μ)(μ+β2);]]>

当β＞1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为：

βopt=0,Δopt=β2-12(1+μ)μμ+β2;]]>

转步骤(4)；

(3)第二控制目标优化参数计算步骤：

计算第二座建筑结构与第一座建筑结构的第一阶自振频率比β＝ω₂/ω₁，第一座建筑结构与第二座建筑结构的总质量比μ＝M₁/M₂；

当μ＜1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为：

βopt=0,Δopt=1-β22(1+μ)(1+μ2)(1+μ)(μ+β2);]]>

当μ≥1时，刚度参数β_opt与阻尼参数Δ_opt为：

βopt=(μ-1)(1-β2)(1+μ)2,]]>Δopt=(1-β2)2(1+μ)2μ(1+μ)(μ+β2);]]>

转步骤(4)；

(4)刚度系数和阻尼系数计算步骤：

粘弹性阻尼器的刚度系数k_dopt与阻尼系数c_dopt为：

k_dopt＝β_optω₁²M₁，c_dopt＝2Δ_optM₁ω₁；

所述优化刚度系数k_dopt和优化阻尼系数c_dopt是指连接相邻建筑结构的所有粘弹性阻尼器的系数和，每一层粘弹性阻尼器的刚度系数为k_dopt/N，阻尼系数为c_dopt/N，其中N为安装粘弹性阻尼器的总楼层数。

2.如权利要求1所述的用于相邻建筑结构振动控制的粘弹性阻尼器设计方法，其特征在于：所述确定控制目标步骤中，建筑结构的总质量M_j和建筑结构的第一阶自振频率ω_j依据下述过程求得：

(1)计算建筑结构的总质量：

M_j＝m₁+m₂+…+m_n，

(2)计算质量矩阵M和刚度矩阵K：

M=m1m2...mn,]]>

K=k1+k2-k2-k2k2+k3-k3-k3...kn-1+kn-kn-knkn,]]>

其中，m_i为建筑结构第i层的质量，k_i为建筑结构第i层的层间刚度，i＝1、2、…、n，n为建筑结构的层数；

(3)计算自振频率

根据方程|K-ω²M|＝0，解出n个自振频率，其中最小的自振频率为第一阶自振频率ω_j。