[发明专利]一种双塔连体结构地震动响应的控制方法

摘要

本发明涉及一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，包括以下步骤：通过建立双塔连体结构的计算模型；根据计算模型确定第一塔楼、第二塔楼与连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程；通过基本振动控制方程及平均相对振动能量公式确定第一塔楼及第二塔楼的平均相对振动能量；对第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量进行目标控制，确定阻尼器的零频阻尼比χ的解析解。该控制方法通过将双塔连体结构简化为三单自由度模型，推导出双塔连体结构在地震或风荷载作用下，塔楼结构间布置阻尼器的最优参数表达式，实现了双塔连体结构振动的控制目的。

主权项

1.一种双塔连体结构地震动响应的控制方法，所述双塔连体结构包括：第一塔楼、第二塔楼及连廊，所述连廊连接所述第一塔楼及所述第二塔楼，其特征在于，包括以下步骤：建立所述双塔连体结构的计算模型；建立所述双塔连体结构的计算模型时，将所述双塔连体结构简化为由弹簧与阻尼器连接的三单自由度体系；根据所述计算模型确定所述第一塔楼、所述第二塔楼与所述连廊之间设置有阻尼器的基本振动控制方程，包括：将所述阻尼器的输出力代入所述双塔连体结构的运动方程，确定所述基本振动控制方程的第一表达式，所述基本振动控制方程的第一表达式为：通过建立虚拟激励，将所述第一表达式转换为第二表达式，所述虚拟激励为：所述第二表达式为：fΓ1+(iω)λ01fΓ1＝(iω)c01(x3‑x1)；fΓ2+(iω)λ02fΓ2＝(iω)c02(x3‑x2)；由及f_Γ1+(iω)λ₀₁f_Γ1＝(iω)c₀₁(x₃‑x₁)可得由及f_Γ2+(iω)λ₀₂f_Γ2＝(iω)c₀₂(x₃‑x₂)可得由f_Γ1+(iω)λ₀₁f_Γ1＝(iω)c₀₁(x₃‑x₁)及f_Γ2+(iω)λ₀₂f_Γ2＝(iω)c₀₂(x₃‑x₂)可得通过设定参数值，将所述第二表达式转换为第三表达式，所述设定参数值包括：设定所述第一塔楼与所述第二塔楼的质量比为μ＝m1/m2；设定所述连廊与所述第一塔楼的质量比为μ01＝m3/m1；设定所述第一塔楼与所述第二塔楼的频率比为β＝ω2/ω1；设定所述阻尼器的阻尼系数与所述第一塔楼及所述第二塔楼的质量比分别为Δ₀₁＝c₀₁/m₁、Δ₀₂＝c₀₂/m₁，其中，ξ₁＝c₁/2m₁ω₁，ξ₂＝c₂/2m₂ω₂；所述第三表达式为：通过设定约束条件，将所述第三表达式转换为所述基本振动控制方程，所述设定约束条件为：所述阻尼器是速度相关型耗能装置，设定λ01＝λ02＝0，ξ1＝ξ2＝0；所述基本振动控制方程为：D＝a0(iω)5+a1(iω)4+a2(iω)3+a3(iω)2+a4(iω)+a5；其中，a0＝1；a1＝Δ01+μΔ02+Δ01μ01+Δ02μ01；α₁＝b₁₃(iω)³+b₁₂(iω)²+b₁₁(iω)+b₁₀；其中，b₁₃＝1；b₁₂＝Δ₀₂μ+Δ₀₁μ₀₁+Δ₀₂μ₀₁+Δ₀₁；α₂＝b₂₃(iω)³+b₂₂(iω)²+b₂₁(iω)+b₂₀，其中，b₂₃＝1；b₂₂＝Δ₀₁+Δ₀₂μ+Δ₀₂μ₀₁+Δ₀₁μ₀₁；通过所述基本振动控制方程及平均相对振动能量公式确定所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量；对所述第一塔楼及所述第二塔楼的平均相对振动能量进行目标控制，确定所述阻尼器的零频阻尼比χ的解析解。