地基-结构体系的工程阻尼特性研究

阻尼体系表征着一个体系运动过程中能量耗散的方式或特征。在常用粘滞阻尼模型下的结构动力分析中，阻尼体系一般被分为经典阻尼体系和非经典阻尼体系。阻尼体系与结构动力分析方法有着直接的关系，不同类型的阻尼体系，其动力分析方法有着较大的不同，其计算结果也存在很大出入，阻尼体系的正确界定，是其动力分析方法合理择取、计算结果正确的基本前提，地基-结构工程阻尼体系的界定，是工程结构抗震设计中，地基协同效应体系动力分析方法择取的前提。 迄今对于地基-结构工程阻尼体系的判定问题，缺乏实质性基础研究。本课题以动态域上不同阻尼体系的运动连续性和运动状态协调统一作为目标函数，建立了阻尼体系的理论判别方法，得出了阻尼体系类别判定的充要条件，表明了体系运动状态连续是其为经典阻尼体系的直接决定因素。为工程上合理界定这类体系的阻尼特性，正确择取地基协同效应下结构抗震分析方法提供了基础性研究依据。 2100433B

阻尼体系与结构动力分析方法有着密切的关系，地基-结构工程阻尼体系的界定，是工程结构抗震设计中，考虑地基协同效应下体系动力分析方法择取的前提。迄今，对于地基-结构工程阻尼体系的鉴别，并没有明确规范，已有粗浅的判定方法往往多源于材性之差别，缺乏实质性的基础研究，未建立对地基-结构体系工程阻尼特性的分析方法、工程评价方法和评估标准。本课题拟在动态域上不连续动力学基础上，采用相空间分析方法，通过对运动过程各状态域及状态边界体系动力特性和运动规律的研究、界面能量传输特性的研究，以及在整个运动过程中界面能量传输完备程度的研究，建立地基-结构工程阻尼体系的基础分析方法，及应用性的评价方法和评估标准，为工程上合理界定这类体系的阻尼特性，正确择取地基协同效应下结构抗震分析方法提供基础性研究依据。

作为一种新型隔震措施，周期性隔震基础已得到研究者越来越多的关注。在不考虑材料阻尼情况下，周期性隔震基础的隔震机理已较明晰。然而，由于理论分析上的困难，材料阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响一直未能考虑。本项目将系统研究计入阻尼因素后周期性结构频散关系分析方法以及阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响。研究内容主要包括：1）考虑阻尼因素，寻求周期性结构频散关系的求解方法，建立周期性结构滤波特性与耗能特性简化分析模型；2）研究有限周期性结构的能量流动特性，揭示滤波衰减作用和耗能衰减作用的影响机理；3）针对不同地震动、上部结构特性等因素，研究阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，提出考虑阻尼后周期性隔震基础的简化设计方法。通过本项目研究，可望给出计及阻尼时周期性结构频散关系的有效求解方法，揭示材料阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，进而丰富和完善周期性隔震基础的计算理论和设计方法。