噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 275-281.

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负刚度-惯容阻尼器对隔震结构减震性能提升研究

孟亮1，马洪伟2   

  1. （ 1. 无锡城市职业技术学院建筑与环境工程学院，江苏无锡214153；
    2. 扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127 ）

  • 收稿日期:2022-08-19 修回日期:2023-02-16 出版日期:2023-12-18 发布日期:2023-12-18

Anti-seismic Performance Enhancement of Isolated Structures  with Negative Stiffness Inerter Dampers

  • Received:2022-08-19 Revised:2023-02-16 Online:2023-12-18 Published:2023-12-18

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摘要： 为进一步控制地震作用下基础隔震结构的地震响应，融合负刚度与惯容的减震优势，开展了负刚度-惯容阻尼器（Negative Stiffness Inerter Damper，NSID）对隔震结构减震性能提升研究。基于NSID-隔震结构耦合系统的状态空间方程，推导了Clough-Penzien 谱输入下耦合系统随机地震响应；综合NSID设计成本和隔震结构减震性能提升需求，提出了基于成本控制的NSID 参数优化方法；通过对比NSID、黏滞阻尼器（Viscous Damper，VD）、负刚度阻尼器（Negative Stiffness Damper，NSD）、惯容阻尼器（Viscous Inerter Damper，VID）对隔震结构在近场脉冲型地震作用下的控制效果，阐明了NSID对隔震结构减震控制的优势。研究结果表明：基础隔震复合NSID的减震措施可以有效降低隔震结构的隔震层位移，以及上部结构层间位移和绝对加速响应；由于负刚度元件的存在，NSID对隔震结构位移的控制效果稍劣于VID，但优于NSD和VD；优化设计的NSID综合了惯容和负刚度对隔震结构层间位移和绝对加速度的控制优势，对隔震结构层间位移和绝对加速度的控制效果优于VD、VID和NSD。

关键词: 振动与波, 基础隔震, 负刚度, 惯容, 优化设计, 抗震性能提升