基于ANSYS软件benchmark模型耗能减振控制分析VIP免费

书第26卷第6期2006年12月地震工程与工程振动EARTHOUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONVoI.26，No.6Dec.2006收稿日期：2006-06-18；修订日期：2006-09-16基金项目：国家自然科学基金重点项目（50338020）作者简介：田石柱（1962-），男，教授，主要从事结构抗震试验、健康监测及振动控制研究.文章编号：1000-1301（2006）06-184-06基于ANSYS软件benchmark模型耗能减振控制分析田石柱，王立伟，王大鹏（哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150090）摘要：本文系统介绍了当前国际结构振动控制的公共平台———Benchmark模型，首次给出使用通用有限元软件ANSYS对第3阶段20层非线性钢框架抗震结构的有限元建模，结果表明，模态、无控地震反应分析结果和ASCE给出的MATLAB结果相同。利用粘滞阻尼器对此模型的耗能减振数值仿真分析的结果表明：粘滞阻尼器是一种性能很好的阻尼器，使用本文给出ANSYS的Benchmark有限元模型来进行耗能减振控制分析是方便的、可行的。关键词：benchmark；ANSYS有限元模型；粘滞阻尼器；耗能减振中图分类号：P315.966；TU352.1文献标识码：APassiveenergydissipationcontrolofbenchmarkbuildingusingANSYSsoftwareTianShizhu，WangLiwei，WangDapeng（SchooIofCiviIEngineering，HarbinInstituteofTechnoIogy，Harbin150090，China）Abstract：BenchmarkcontroIprobIemistoprovideacIearbasistoevaIuatetheefficacyofvariousstructuraIcontroIstrategies.Inthispaper，the20-storysteeIframeofthenonIinearbenchmarkwasseIectedasananaIysismodeI.ThefiniteeIementmodeIaboutthesamebenchmarkmodeIwascreatedusingtheANSYSsoftware.ThemodeIanaI-ysisandtheseismicnonIinearanaIysisofthisbenchmarkmodeIweredone.Intheend，thenumericaIresuItsofthebenchmarkmodeIcontroIIedwithIiguidviscousdamperindicatethattheIiguidviscousdamperisagooddissipationdeviceandtheanaIysisofstructuraIdissipationcontroIusingANSYSisconvenient.Keywords：benchmark；ANSYSfiniteeIementmodeI；Iiguidviscousdamper；thepassiveenergydissipationcontroI引言为了有效地控制结构在风或地震作用下的振动，减轻灾害，“结构振动控制”作为一种新技术，近年来受到各国学者的广泛重视，并且已在世界多处工程中得到了应用。目前，结构振动控制按研究和应用领域可以分为：主动控制、半主动控制、被动控制和智能控制。在过去的二十多年中，很多学者对各种控制方法进行了研究，然而他们给出的试验或仿真结果没有一个共同的尺度来进行衡量。因此，他们所给出的算法和减振装置性能的优劣无法比较。为此，ASCE结构控制委员会从1997年开始分3个阶段提出了Benchmark模型。Benchmark问题就是要在相同的结构模型、环境干扰以及性能指标下建立一套完善的结构振动控制系统检验和评价的体系，从而为比较不同的控制方案和策略提供公共的平台。第1阶段是在1997年提出，以2个3层框架模型为对象，研究它们在地震作用下分别采用主动锚索控制和主动质量控制问题，进行各种控制算法的控制效果的比较；第2阶段是选取两座实际工程（线性结构），一座是按美国加州规范设计的20层图120层钢结构标准层平面图Fig.1StandardfIoorpIanof20-StorySteeIStructure抗震钢结构（未建造）进行抗震分析，另一座是拟在澳大利亚建造的76层的钢筋混凝土塔式抗风结构，研究各种控制方案的有效性和适用性；第3阶段是在第2阶段的基础上，地震作用下考虑结构构件进入非线性状态，风振作用下以结构模型风洞试验为依据建立结构振动控制的风荷载模型。模型分为3层、9层和20层的钢结构抗震模型以及76层钢筋混凝土抗风模型［1］。!20层抗震非线性钢框架结构模型本文选用的Benchmark模型是第3阶段的20层非线性钢框架结构抗震模型。它是美国SAC机构为在美国加州地区的洛杉矶设计的真实结构（没有建造），可以代表典型的中、高层图220层benchmark钢结构南北向竖剖图Fig.2VerticaISectionof20-StorybenchmarkStructure钢结构建筑［1］。!.!"结构参数该结构平面尺寸为30.48mX36.58m，高80.77m，东西方向6跨，南北方向5跨...