非平稳地震激励下惯容耗能结构动力响应解析法

作     者：李创第 王瑞勃 葛新广 江丽富 

作者机构：广西科技大学土木建筑工程学院 柳州工学院土木建筑工程学院 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51468005) 广西研究生教育创新计划项目(YCSW2022450) 

主　　题：惯容减震系统 非平稳地震激励 功率谱二次式分解法 时变方差 解析解法 

摘      要：针对惯容减震系统在非平稳地震激励下动力响应的研究不足的问题，提出设有混联Ⅰ型惯容减震系统的多自由度耗能结构动力响应时变方差的解析解法。根据惯容减震系统的本构关系、结构的动力方程及非平稳地震激励，综合利用复模态法和虚拟激励法，将惯容耗能结构解耦为一阶系统，以便获得结构位移、速度、层间剪力等响应量的统一解。采用二次式分解法将统一解的时变功率谱密度函数转化为惯容耗能结构复模态特征值、模态系数、时变模态强度系数和含有圆频率平方项的二次式乘积的线性组合。在此基础上，利用非平稳模态谱矩在无限积分区间有解析解的特征，推导出非平稳地震激励下耗能结构响应时变方差的解析解。通过基于突加型白噪声激励的结构动力分析和框架结构基于突加型Kanai-Tajimi激励的动力分析，证明了所求动力响应功率谱及时变方差的有效性，分析了惯容系统参数对减震效果的影响。所提方法可适用于线性结构在其他非平稳调制函数的地震动下的响应分析。