Noise and Vibration Control ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 275-281.

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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

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 )

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