Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Căn cứ chống động đất bằng cách định vị mode phi tuyến
Tóm tắt
Trong bài báo này, hiệu suất của một hệ thống cách ly nền phi tuyến, bao gồm một nền phụ chứa lò xo phi tuyến được điều chỉnh theo sự cộng hưởng nội bộ tỉ lệ 1:1 với chế độ đàn hồi linh hoạt của cấu trúc chính tuyến để được cách ly, đã được khảo sát. Việc áp dụng định vị phi tuyến vào việc cách ly động đất là điểm khác biệt của nghiên cứu này so với các nghiên cứu về cách ly nền khác trong tài liệu. Dưới điều kiện phi tuyến độ cứng nhẵn bậc ba, đã chỉ ra rằng một mode bình thường phi tuyến (NNM) định vị được hình thành trong hệ thống, giới hạn năng lượng vào nền phụ và tránh xa cấu trúc chính. Tiếp theo là một phân tích số với việc thay thế tính phi tuyến nhẵn bằng tính phi tuyến khoảng hở, và hệ thống được kích thích bởi chuyển động mặt đất đại diện cho các sự kiện động đất gần. Hiệu suất của hệ thống phi tuyến được so sánh với hệ thống tuyến tính tương ứng thông qua mô phỏng, và độ nhạy của hệ thống cách ly đối với một số tham số thiết kế đã được phân tích. Các mô phỏng này xác nhận sự tồn tại của NNM định vị, và cho thấy rằng việc giới thiệu tính phi tuyến khoảng hở đơn giản làm giảm đáng kể năng lượng động đất truyền đến cấu trúc chính, dẫn đến sự suy giảm đáng kể trong phản ứng.
Từ khóa
#cách ly nền #mode phi tuyến #động đất #độ nhạy thiết kế #chuyển động mặt đấtTài liệu tham khảo
Anderson, J.G.;Bertero, V.: Uncertainties in establishing design earthquake. J Struct Eng 113 (1986) 1709–1724
Chopra, A.K.: Dynamics of structures, theory and applications to earthquake engineering. Prentice-Hall, New Jersey, 1995
Hall, J.F.;Heaton, T.H.;Halling, M.W.;Wald, D.J.: Near-source ground motions and effects on flexible buildings. Earthquake Spectra 11 (1995) 569–605
He, W.: Smart energy dissipation systems for protection of civil infrastructures from near-field earthquakes. PhD thesis, The City University of New York, 2003
Iwan, W.D.; Chen, X.D.: Important near-field ground motion data from the landers earthquake. In: Proceedings of 10 th European conference of earthquake engineering, Vienna, (1994) Austria
Iwan, W.D.: Drift Spectrum: measure of demand for earthquake ground motions. J Struct Eng 123 (4) (1997) 397–404
Iwan, W.D.: Personal communication with one of the authors (YW) during the international conference on advances and new challenges in earthquake engineering research. Harbin, (2002) China
Jiang, X.: Theoretical and experimental studies of steady-state nonlinear localization and energy pumping in systems of coupled oscillators. PhD thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign 2002
Kelly, J.M.: Earthquake-resistant design with rubber, 2nd edn. Springer-Verlag Berlin, 1997
Ma, X.;Nayfeh, T.A.;Vakakis, A.F.;Bergman, L.: Experimental verification of shock reduction achieved through nonlinear localization. J Sound Vib 230(5) (2000) 1177–1184
Malhotra, P.K.: Dynamics of seismic impacts in base-isolated buildings. Earthquake Eng Struct Dyn 26 (1997) 797–813
Makris, N.;Chang, Shih-Po.: Effect of damping mechanisms on the response of seismically isolated structures. PEER Report 1998/06, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1998
Masri S.F.: Steady-state response of a multidegree system with an impact damper. J Appl Mech 40 (1973) 127–132
McFarland, D.M.;Wang, Y.;Vakakis, A.F.;Bergman L.A.: A parametric analysis of a novel shock isolation system. In: Proceedings of the 15th ASCE engineering mechanics conference EM 2002. Columbia University, New York, 2002a
McFarland, D.M.;Wang, Y.;Vakakis, A.F.;Bergman, L.A.: Model testing of a nonlinear base isolation concept. In: Proceedings of the 15th ASCE engineering mechanics conference EM 2002. Columbia University, New York, 2002b
Manevitch, L.I.: Description of localized normal modes in the chain of nonlinear coupled oscillators using complex variables. Nonlin Dyn 25 (2001) 95–109
Nashif, A.D.;Jones, D.I.G.;Henderson, J.P.: Vibration damping Wiley, New York, 1985
Nayfeh, A.H.;Mook, D.: Nonlinear oscillations, Wiley Interscience, New York, 1985
Nayfeh, S.A.;Nayfeh, A.H.: Energy transfer from high- to low-frequency modes in a flexible structure via modulation. J Vib Acoust 116 (1994) 203–207
Nayfeh, T.A.;Emaci, E.;Vakakis, A.F.: Application of nonlinear localization to the optimization of a vibration isolation system. AIAA J 35(8) (1997) 1378–1386
Rosenberg, R.M.: Normal modes of nonlinear dual-mode systems. J Appl Mech 27 (1960) 263–368
Rosenberg, R.M.: The Ateb(h)-functions and their properties. Q J Appl Math 21 (1) (1963) 37–47
Vakakis, A.F.;Manevitch, L.I.;Mikhlin, Y.V.;Pilipchuk, V.N.;Zevin, A.A.: Normal modes and localization in nonlinear systems. Wiley, New York, 1996
Vakakis, A.F.;Kounadis, A.N.;Raftoyiannis I.G.. Use of nonlinear localization for isolating structures from earthquake-induced motions. Earthquake Eng Struct Dyn 28 (1999) 21–36
Wang, Y.; McFarland, D.M.; Vakakis, A.F.; Bergman, L.A.: Efficacy of a nonlinear base isolation system subjected to near-field earthquake motions. Proceedings of International Conference on Advances and New Challenges in Earthquake Engineering Research, Harbin, (2002) China
Wang, Y.: Seismic base isolation by means of nonlinear mode localization. MS thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2003