文档介绍：第卷第期土木工程与管理学报..
年月.
被动消能减震结构的抗风动力可靠度
何晴光, 杜永峰
兰州理工大学防震减灾研究所,甘肃兰州
摘要:利用虚拟激励法和脉动风速谱模型获得了具有非比例阻尼特征的消能减震结构在风荷载动
力作用下的结构随机响应功率谱,利用首次跨越理论分析了消能减震结构在风荷载作用下的动力可靠度,算例
表明消能装置可以提高结构的抗风可靠度,尤其在强风作用时效果更为明显。
关键词:消能减震; 随机振动; 风荷载; 动力可靠度
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:
消能减震结构与传统的结构体系相比,有着度、速度和位移的列向量。当附加装置的刚度不
无法比拟的优越性,被动消能减震结构体系由于变时,可以把刚度矩阵合写为。
设置非承重的消能构件或消能装置可以实现在强为计算出结构各层的均方响应,令
地震中消耗结构的地震能量,迅速衰减结构的地
震反应,并保护主体结构和构件免遭损坏,确保结∑,
构在强地震中的安全。近年来,消能减震结构是其中为振型向量矩阵, 表示第个振型
土木工程领域关注的热点之一,但目前对这类结向量。利用风荷载的自谱构造虚拟风荷载的激
构的抗风性能研究较少,并且对于装有消能装置励
的结构的动力响应大多进行的是时程分析。风荷/.
载具有动力特性,有时也会引起建筑物的破坏,在其中风荷载的自谱根据脉
非地震区和沿海地区,风荷载常为结构设计的主动风速谱模型和维纳一辛钦定理得到,即
要控制荷载。随着新型高强轻质材料的发展,建
筑结构向轻质、高柔、小阻尼方向发展,使得结。门·
构的固有频率更加接近风荷载的卓越频率,消能
减震结构也有可能遭受风荷载的破坏,本文从消式中为脉动风压的功率谱函数,为地面
能减震建筑在风荷载作用下的随机响应分析出粗糙度系数,为迎风面面积,为平坦空旷地面
发,研究了结构在抗风荷载的动力可靠度问题。粗糙度指数取.,为湍流积分尺度系数。
将左乘式中各项,并将一
风荷载作用下的随机响应式代入,得
’吐
考虑到结构中设置消能减震装置后,可以把露一而
结构体系的运动方程写成如下形式:
其中, ,露

,由于式中第二项的系数无法化成对角
一,
式中, 为原结构质量矩阵; 为原结构刚阵,为方便记
度矩阵;为原结构阻尼矩阵; 为安装消
能器产生的附加刚度矩阵;为消能器附加阻假定虚拟响应可以写成如下形式
尼矩阵;为风压的时程;、戈、为分别豇,· 豇‘‘
表示消能减震结构上部各层相对于基础的加速将上式代人式中,合并其中的实部与虚
收稿日期:
作者简介:何晴光一,男,湖南郴州人,讲师,博士研究生,研究方向为高层建筑及减震技术:..
第期何晴光等:被动消能减震结构的抗风动力可靠度‘·
部后,对比该式的左右两边有这一失效问题可归为串联系统的失效问题,
其失效概率为
一面, 尸, 一,
其中
一,一, 算例分析
一‘/
借助前文中的风压功率谱密度函数,对一
从式中可以解出
层钢结构住宅建筑进行分析,该建筑在第一层装
儿
有个粘滞型阻尼器,二层~四层均装有个粘
【一
滞阻尼器,当地基本风速/,建筑物风荷载

体型系数为.,