李洪辉, 伍宏科

(广州大学土木工程学院, 广东广州 510000)

1 高层建筑粘滞阻尼器

在高层建筑中，安装粘滞阻尼器是被动减震的控制方式[1]，阻尼器的布置方式与结构的减震效果有着密切关系。随着建筑楼层以及阻尼器的增加，建筑结构的安全性、实用性以及经济性越来越得到重视[2]。高层建筑中如何布置阻尼器从而达到更好的减震效果、提高阻尼器的利用率以及节省减震成本等都是需要考虑的重要因素。针对高层建筑结构中阻尼器的优化布置方案，是当前的研究热点[3]。传统的阻尼器布置方案中，主要采用均匀布置、隔层布置等方式，这种布置方式难以保证阻尼器的减震效率以及控制减震成本。现代的智能优化算法主要有遗传算法[4]、蚁群算法[5]等，这些算法的计算过程都相对复杂。本文通过简单又快速的JAYA优化算法，建立考虑了地震波作用的目标函数，优化高层建筑中粘滞阻尼器的布置方式，高效利用阻尼器，达到最优的减震效果。

2 计算模型

2.1 结构模型

粘滞阻尼器的阻尼力公式可表示如下：

(1)

在地震波的作用下，安装了粘滞阻尼器的建筑结构体系运动微分方程可表示如下：

(2)

2.2 Northridge地震波

本文采用美国1994年北岭地震产生的地震波，即Northridge1994地震波，采样周期为0.02s，持续时间为30s，其时程图如图1所示。

图1 Northridge 1994地震波时程

3 JAYA优化算法

3.1 JAYA优化算法原理

设f(x)为目标函数，假设在任意迭代数i中，有m个设计变量(即j=1,2,…,m)，n个候选解(即种群大小，k=1,2,…,n)。设f(x)best为目标函数f(x)所有候选解中的最优解，设f(x)worst为目标函数f(x)所有候选解中的最差解。……