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新型自适应变刚度隔震装置的力学模型和地震响应分析

2021-04-16刘文光

振动与冲击 2021年7期

刘 涛, 张 强, 刘文光, 岳 圣

(上海大学 土木工程系,上海 200444)

基础隔震技术通过降低隔震层刚度,减小隔震系统的自振频率,可有效控制上部结构的地震响应[1]。基于减小隔震层刚度的技术,在降低结构加速度响应的同时隔震层变形会相应增大,产生结构碰撞和支座承载力下降等一系列问题。为了克服这些问题,许多研究开始集中在负刚度装置与阻尼器的并联使用上,在减小上部结构加速度响应的同时降低隔震层的位移。

在国外,Iemura等[2]首先提出了拟负刚度控制的变阻尼结构,通过连接弹性刚度装置,产生具有较大阻尼比的拟负刚度滞回环,分析结果表明拟负刚度控制效果优于被动控制,与主动控制的效果相当。Madhekar等[3]采用拟负刚度控制算法进行了公路桥梁模型的地震响应分析,通过在桥面板端部和桥台间安装控制装置,验证了装置能有效减小墩底剪力、桥面加速度和支座位移。Nagarajaiah等[4]提出了一种半主动负刚度装置,通过对装置的力学性能分析和试验研究,验证该装置可在最小和最大刚度之间连续平稳地变化。Pasala等[5]提出了具有非线性的新型负刚度装置,通过在弹性结构中加入负刚度,得到了具有双线性弹性性能的组合装置。Attary等[6-7]提出了一种被动控制装置,通过机械原理产生负刚度,将其与正刚度结构并联,使组合系统的刚度大幅降低,之后通过对比分析振动台试验与数值模拟的结果,评估了正、负刚度及不同阻尼比下隔震系统的相对性能。……

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