惯容减震系统目标耗能增效设计问题的粒子群算法求解

郝 梅,潘 超,蔡 川

(烟台大学土木工程学院,山东 烟台264005)

在人类社会发展的过程中,地震是最为严重的一种自然灾害,一旦强烈地震发生,将给社会经济和人民生命安全带来不可逆转的后果[1]。在诸多降低地震破坏性的工程手段中,结构振动被动控制技术[2-3]能有效降低结构的地震响应,越来越多地被用于地震区的实际工程结构中。其中,惯容减震系统[4]作为近年来新兴起的振动控制装置,因其动态质量放大与耗能增效等特性,引发了诸多学者的关注。

日本东北大学IKAGO和INOUE团队[5]提出的调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)是真正意义上同时具备质量增效和耗能增效特性的惯容减震系统。聂佳梅等[6]从理论角度探讨多种惯容器的构造及相应的实现方法。MARIAN等[7]提出调谐质量惯容阻尼器(TMDI)的概念,通过分析证实TMDI对于结构振动的抑制效果优于经典的调谐质量阻尼器(TMD)。HU等[8]研究六种基于惯性的动态减振器(IDVAS)的优化问题,通过无量纲形式的数值模拟表明利用惯性可进一步拓宽有效频带,相较于传统动力减振器可显著提高减震性能。潘超等[9]对设置有混联II型惯容系统单自由度结构进行随机地震响应变化规律的研究,提出参数优化设计的方法,在满足性能的前提下达到响应和成本的最小化[10],并在采用随机减震比为指标的基础上,提出惯容系统单自由度结构的设计方法[11]。DOMENICO等[12]对附加在隔震层上的TMDI进行动力时程分析,证实得到的TMDI最优参数的有效性。ZHAO等[13]从减少输入能量角度推导惯容系统的能量方程,对惯容系统进行优化设计。……