实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定的处理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及结构设计领域，特别设及一种实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定 的处理方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在结构设计领域，包括民建机构、工建结构、桥梁结构等结构设计。当上述工程结 构设计应用在地震带处，尤其是高烈度区的地震带时，高层或超高层结构的设计主要由地 震控制，传统的设计则W"抗"为主的设计方法，不仅材料用量大、造价高，而且构件截面尺 寸"傻大黑粗"，影响建筑的使用。因此，在此类建筑结构中都会施加阻尼器，例如粘（弹） 性阻尼器、流体阻尼器，施加阻尼器可W将地震中的能量消耗掉，不仅节省材料、降低造价， 而且结构尺寸较小，可W增加建筑有效使用面积。
[0003] 然而，目前《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12. 3. 4条及其条文说明，给出了 粘滞阻尼器附加给结构的阻尼比近似估算公式：
[0004] ^Cj=Tj/ (4 31Mj) * <1)JTCc<1)j=l/2/KjX?j(J)jTCc<1)j 阳0化]式中：CCj一一结构第j振型上粘滞阻尼器附加的阻尼比；
[0006] Tj-结构第j振型的周期；
[0007] COj--结构第j振型的圆频率；
[0008] Cc一一效能器产生的结构附加阻尼矩阵；
[0009] Mj--第j振型广义质量；
[0010] Kj-第j振型广义刚度；
[0011](J)j--第j振型的振型系数。
[0012] 上述给出的粘滞阻尼器仅用于估算阻尼值，而且该算法的误差较大。
[0013] 另外，仅采用上述的算法是无法对粘滞阻尼器在结构体的哪一位置实施且符合工 程施工的要求是不确定，增加了工程建造过程中计算的难度。
【发明内容】
[0014] 本发明的目的在于克服粘滞阻尼器在结构体实施位置准确度的问题。
[0015] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0016] 一种实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定的处理方法，包括：
[0017] 建立标准=维固体模型，所述标准=维固体模型包括弹黃Ki、弹黃Kz和弹黃K3*， 所述弹黃Kz与所述弹黃K3*串联后与所述弹黃Ki并联并共同支撑质点；
[0018]把所述弹黃而*等效变换为粘滞阻尼器，则所述标准S维固体模型变换得到模拟 带粘滞阻尼器结构模型；
[0019] 基于所述模拟带粘滞阻尼器结构模型，在复数空间上进行运算，得到附加阻尼比 算法；
[0020] 对所述附加阻尼比算法的倒数进行求导和求极小值，得到最大附加阻尼比算法；
[0021] 通过所述最大附加阻尼比算法计算得到最大阻尼比； 阳0。] 预设减震目标值；
[0023] 所述附加最大阻尼比与所述减震目标值相比较，获得粘滞阻尼器设置的位置。
[0024] 在一实施例中，所述附加的最大阻尼比与所述减震目标值相比较，获得粘滞阻尼 器设置的位置的步骤具体为：
[00巧]获取所述标准=维固体模型的基本自振周期Tl;
[00%] 将用于安装粘滞阻尼器的位置利用刚性杆连接起来，然后再计算所述模拟带粘滞 阻尼器结构模型的基本自振周期Tz;
[0027]根据a=Ti/%和所述最大阻尼比Cmax=(曰2l)/4/a计算出该位置设置粘滞阻 尼器所能给结构附加的最大阻尼比；
[002引所述附加的最大阻尼比与所述减震目标值相比较，判断所述附加的最大阻尼比是 否达到所述预设减震目标值，是则获得粘滞阻尼器设置的位置。
[0029] 在一实施例中，所述附加的最大阻尼比与所述减震目标值相比较，获得粘滞阻尼 器设置的位置的步骤还包括：
[0030] 判断到所述附加的最大阻尼比未达到所述预设减震目标值，则变换粘滞阻尼器的 位置，并返回执行所述将用于安装粘滞阻尼器的位置利用刚性杆连接起来，然后在计算所 述模拟带粘滞阻尼器结构模型的基本自振周期T2的步骤。 阳03U 在一实施例中，所述附加阻尼比算法为：C=Kz2KsZV也K/+K32化+?)];所述最 大附加阻尼比算法为：C max=Ki/2Ke ; 阳0巧其中，Ks=Cw，C为阻尼系数，CO为频率，Ki为所述标准立维固体模型的复刚度 的虚部，Ke为所述标准=维固体模型的复刚度。
[0033] 在一实施例中，所述粘滞阻尼器与结构连接的方式包括：对角支撑、人字支撑、肘 式支撑或剪刀支撑中的任意一种或多种。
[0034] 另外，还提供一种实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定的处理系统，包括：
[0035] 标准S维固体模型模块，包括弹黃Ki、弹黃Kz和弹黃K3*，所述弹黃Kz与所述弹黃 而*串联后与所述弹黃Ki并联并共同支撑质点；
[0036] 模拟带粘滞阻尼器结构模型模块，把所述弹黃而*等效变换为粘滞阻尼器；
[0037] 附加阻尼比运算模块，基于所述模拟带粘滞阻尼器结构模型模块，在复数空间上 进行运算得到附加阻尼比算法；
[0038] 最大附加阻尼比运算模块，对所述附加阻尼比运算模块的附加阻尼比算法的倒数 进行求导和求极小值，得到最大附加阻尼比算法；
[0039] 计算模块，通过所述最大附加阻尼比算法计算得到最大阻尼比；
[0040] 预设模块，预设减震目标值；
[0041] 粘滞阻尼器位置运算模块，所述附加最大阻尼比与所述减震目标值相比较，获得 粘滞阻尼器设置的位置。
[0042] 在一实施例中，所述粘滞阻尼器位置运算模块包括：
[0043]自振周期运算单元，获取标准S维固体模型的基本自振周期Tl;
[0044] 模拟自振周期运算单元，将用于安装粘滞阻尼器的位置利用刚性杆连接起来，然 后再计算模拟带粘滞阻尼器结构模型的基本自振周期了2; W45] 计算单元，根据a=V%和所述最大阻尼比Cmax=(a2-l)/4/a计算出该位置 设置粘滞阻尼器所能给结构附加的最大阻尼比；
[0046] 比较单元，所述附加的最大阻尼比与所述减震目标值相比较，判断所述附加的最 大阻尼比是否达到所述预设减震目标值，是则获得粘滞阻尼器设置的位置。
[0047] 在一实施例中，所述比较单元还用于：判断到所述附加的最大阻尼比未达到所述 预设减震目标值，则变换粘滞阻尼器的位置，并返回执行模拟自振周期运算单元。 W48] 在一实施例中，所述附加阻尼比算法为：C=K22K3/2/也K/+K32化+ig];所述最 大附加阻尼比算法为：Cmax=Ki/2Ke; W例其中，Ks=Cw，C为阻尼系数，CO为频率，Ki为所述标准立维固体模型的复刚度 的虚部，Ke为所述标准=维固体模型的复刚度。
[0050] 在一实施例中，所述粘滞阻尼器与结构连接的方式包括：对角支撑、人字支撑、肘 式支撑或剪刀支撑中的任意一种或多种。
[0051] 由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
[0052] 采用本方案的实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定的处理方法和系统，通过本 处理方法的最大阻尼比与预设的减震目标值相比较，进行有目的的调整位置。运样就可W 快速、便捷且准确的确定施加粘滞阻尼器的位置范围，一旦所确定的位置符合减震目标值， 则确定粘滞阻尼器的位置，而不需要真正的施加粘滞阻尼器在高层建筑结构中试算，大大 的降低了工程建造过程中计算的难度。
【附图说明】
[0053] 图1是单自由度简化模型的示意图；
[0054] 图2是一实施例中的标准S维固体模型的示意图； 阳化5] 图3是一实施例中的模拟带粘滞阻尼器结构模型的示意图；
[0056] 图4是一实施例中实现粘滞阻尼器在高层结构中位置确定的处理方法的流程图；
[0057] 图5是图4中步骤S70的具体流程图；
[0058] 图6是粘滞阻尼器的对角支撑形式；
[0059] 图7是粘滞阻尼器的人字支撑形式；
[0060] 图8是粘滞阻尼器的剪刀支撑形式；
[0061] 图9是粘滞阻尼器的肘式支撑形式；
[0062] 图10是粘滞阻尼器的另一肘式支撑形式；
[0063] 图11是A栋模型图；
[0064] 图12是另一角度的A栋模型图； W65] 图13是A栋内筒支撑立面图；
[0066] 图14是A栋的顶部区域施加粘滞阻尼器的放大示意图；
[0067] 图15是A栋的底部区域施加粘滞阻尼器