地震作用下相邻隔震结构的复合被动控制

张尚荣，胡宇琛，谭金宝，谭平，刘芳兰

(1.宁夏大学 土木与水利工程学院，银川 750021；2. 广州大学 工程抗震研究中心，广州 510405)

在相邻结构间安装控制器是利用结构间的相互运动来消耗和吸收振动能量[1]。地震作用下，隔震结构位移较大，尤其在强震或巨震作用下，可能会因隔震层位移过大而造成隔震层的损伤破坏，抑或使上部子结构进入弹塑性状态而产生损伤，同时，非隔震结构也会因位移过大而出现不同程度的损失。通过在相邻隔震结构-非隔震结构之间安装控制装置，利用结构间的相互运动来消耗和吸收振动能量，以期减小相邻两结构的层间位移，提高建筑结构的可靠性，具有重要的现实意义。

Christenson等[2-3]将相邻高层结构简化为悬臂梁模型，对比分析了采用被动控制、半主动控制和主动控制方式对结构控制的效果和有效性；Zhu等[4]、閣东东等[5]、吴巧云等[6]通过理论推导和数值参数化研究，对相邻多自由度结构间阻尼器参数优化问题进行了研究；Ni等[7]、Basili[8-9]等采用Bouc-Wen模型模拟连接控制装置，研究了其在相邻结构间对结构振动控制效果及对结构抗震性能的影响；Gattulli等[10-11]以相关复特征值问题的解析解在无量纲空间中的轨迹量为指标，并与其他相关准则进行了对比分析，验证得到了该准则的有效性和良好的鲁棒性。目前，对于相邻结构的研究均集中在非隔震结构间的控制问题上，而关于相邻隔震结构间的复合控制尚没有相关研究。

笔者采用Kelvin-Voigt模型为连接相邻隔震结构间的被动控制单元，通过分析相邻隔震结构的等效双体单自由度简化模型的响应，得到控制单元的最优刚度和阻尼系数，并以此为控制参数，通过一高层相邻隔震结构算例验证了控制方案的有效性和实用性。……