基于虛擬激勵(lì)法響應(yīng)分析26p課件

基于虛擬激勵(lì)法的消能減振結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)分析

目錄一、概述二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用四、算例一、概論消能減震體系是在結(jié)構(gòu)物某些部位設(shè)置耗能裝置，通過(guò)耗能裝置產(chǎn)生的摩擦、彎曲、彈塑性滯回變形來(lái)吸收或耗散結(jié)構(gòu)物能量，從而減小主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。

一、概論存在問(wèn)題：研究重點(diǎn)僅限于新型消能裝置研制和性能的優(yōu)化；對(duì)消能裝置的結(jié)構(gòu)的響應(yīng)目前也多進(jìn)行的是時(shí)程分析。地震本質(zhì)上是隨機(jī)性的，而消能減震結(jié)構(gòu)在隨機(jī)激勵(lì)下的響應(yīng)問(wèn)題研究在文獻(xiàn)中卻不多見(jiàn)。二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題阻尼矩陣為比例阻尼矩陣時(shí)對(duì)于自由度很高的結(jié)構(gòu)，可以采用振型疊加法實(shí)現(xiàn)方程的降階。離散化結(jié)構(gòu)收均勻地面激勵(lì)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程如下：二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題阻尼矩陣為非正交阻尼矩陣時(shí)二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題將上式代入（4），并比較兩邊實(shí)部和虛部，得其中二、虛擬激勵(lì)法求解多自由度問(wèn)題疑問(wèn)？1、為什么多自由度有阻尼的振型模態(tài)與無(wú)阻尼的一樣？2、阻尼矩陣C怎么構(gòu)造？為什么一般無(wú)正交性？三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用考慮到結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能減震裝置后，可以把結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)動(dòng)方程寫(xiě)成如下形式：

為計(jì)算出結(jié)構(gòu)各層的均方響應(yīng)，令：利用地震地面運(yùn)動(dòng)加速度的自譜構(gòu)造虛擬地面加速度激勵(lì)：三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用記假定虛擬響應(yīng)代入式（17）得其中三、虛擬激勵(lì)法在消能減震體系的運(yùn)用四、算例為了驗(yàn)證本文計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)功率譜的式與均方響應(yīng)的式的合理性與正確性，已知：六層結(jié)構(gòu)物每層M=5.5x105kgK2~K6=7.8x105kN/m，K1=7.2x105kN/m，C=5x105、5x105、6x105、6x105、7x105、9x105N/[m.s-1]求響應(yīng)自功率譜求[F][D]{P}求[M][K][C]求結(jié)構(gòu)的自振頻率w和振型模態(tài)四、算例求高斯過(guò)濾白噪聲自譜四、算例1、求結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型模態(tài)function[Z,w0]=zx(K,M)[Z,w0]=eig(K,M);%x為振型，w0為自振頻率的平方w1=sqrt(w0);%w1為自振頻率W=diag(w1);%W為自振頻率矩陣N=length(M);fori=1:NZ(:,i)=Z(:,i)/Z(N,i);%歸一化處理四、算例2、求高斯過(guò)濾白噪聲自譜functionSg=Sg(w)So=59.512;%基巖的水平加速度自譜g=18.656;%場(chǎng)地土的自振頻率s=0.775;%場(chǎng)地土的阻尼比Sg(w)=So*(g^4+4*(s*g*w)^2)/((g^2-w^2)^2+4*(s*g*w)^2);%地面加速度自功率譜四、算例3、求[M][K][C]function[MKC]=ZGZ(k0,c0,m0)k1=k0(2:end)；c1=c0(2:end)；K=diag(k0+[k1,0])-diag(k1,-1)-diag(k1,1)；C=diag(c0+[c1,0])-diag(c1,-1)-diag(c1,1)；M=diag(m0)；四、算例主程序

globalMCK%定義全局變量MCKglobalZW%定義全局變量ZWk0=[7.27.87.87.87.87.8]*1e5%各層剛度c0=[976655]*1e5；%各層剛度m0=[111111]*5.5e5；%各層剛度f(wàn)unction[Z,w0]=zx(K,M)%調(diào)用求自振頻率和振型模態(tài)函數(shù)functionSg=Sg(w)%調(diào)用自功率譜函數(shù)function[MKC]=ZGZ(k0,c0,m0)%調(diào)用求質(zhì)量、剛度、阻尼矩陣函數(shù)四、算例E=ones(6,1);%六行六列1矩陣forn=1:6Kn(n)=Z(:,n)'*K*Z(:,n);%振型剛度Mn(n)=Z(:,n)'*M*Z(:,n);%振型質(zhì)量Cn(n)=Z(:,n)'*C*Z(:,n);%振型阻尼endF=zeros(6,20);%給F分配6行20列空間D=zeros(6,20);%給D分配6行20列空間P=zeros(6,20);%給P分配6行20列空間Ur=zeros(6,20);%給Ur分配6行20列空間Ui=zeros(6,20);%給Ui分配6行20列空間Sxx=zeros(6,6,20);%給Sxx分配6行6列20橫三維空間四、算例forw=1:20%取頻率w從1到20F=diag(Kn)-w^2*diag(Mn);D=-w*diag(Cn);Sg(w)=So*(g^4+4*(s*g*w)^2)/((g^2-w^2)^2+4*(s*g*w)^2);P=-Z'*M*E*sqrt(Sg(w));Ur=(eye(6,6)/(F*(eye(6,6)/D)*F+D))*F*(eye(6,6)/D)*P;Ui=(eye(6,6)/(F*(eye(6,6)/D)*F+D))*P;Sxx(:,:,w)=Z*(Ur*(Ur)'+Ui*(Ui)')*