基于增量动力时程及满意度优化理论的结构地震响应研究

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地震是当今频发的自然灾害,历次地震都造成重大的人员伤亡和经济损失。鉴于地震震害的教训,使得工程界寻找新的抗震设计方法变成亟待解决的问题。粘滞阻尼器由于良好的减震效果使其在新结构设计及旧结构加固等实际工程中得到广泛应用,然而粘滞阻尼器的优化设计及对优化后结构的性能评估没有具体分析方法可寻。正是在此背景下,本文主要基于增量动力时程分析方法及提出的基于粘滞阻尼器的新型多目标优化满意度函数对结构的地震响应进行研究,具体内容如下:   (1)针对增量动力时程分析方法(IDA)的地震动因子的选取问题,分析了以有效峰值加速度(EPA)与最大峰值加速度(PGA)作为地震动因子时对结构IDA曲线的影响,并把增量动力时程分析的结果应用到结构的抗震评估中,为结构的抗震性能评估提供了一定的参考。   (2)基于满意度理论,提出了基于粘滞阻尼器的新型多目标优化的满意度函数,结合结构安全性、舒适性和经济效益,给出了结构各单目标函数及其阀值、权重的选取原则,为粘滞阻尼器多目标优化提供了一种有效方法。   (3)运用有限元软件,基于新型多目标优化的满意度函数,以层间位移角、顶点位移、基底柱子最大剪力和顶点加速度为函数变量,对粘滞阻尼器系数进行优化。最后,通过与原结构相比得出优化后结构具有良好减震效果。   (4)以遗传算法为工具,利用新型多目标满意度优化函数,对粘滞阻尼器的位置进行优化,并对优化后的结构进行基于增量动力时程分析的抗震性能评估。结果表明:各目标函数均达到了很好的控制效果,结构的整体抗震性能得到明显改善,为结构的位置优化与优化后结构抗震性能评估提供一种切实可行的参考。
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