7、地震工程中建筑结构优化控制方法解析

地震工程中建筑结构优化控制方法解析

1. 相邻建筑振动吸收系统优化设计

在地震发生时，相邻建筑之间的碰撞是一个严重的问题。若地震间隙不足，建筑可能发生碰撞，导致碰撞点损坏甚至建筑倒塌。为解决这一问题，有多种控制方法可供选择，例如：
- 采用非线性滞回阻尼器连接相邻结构
- 对相邻建筑进行随机最优耦合控制
- 使用磁流变（MR）阻尼器连接相邻结构
- 用液压执行器连接相邻建筑
- 设置缓冲型碰撞剪力墙
- 利用粘弹性阻尼器连接相邻结构
- 对相邻结构进行主动控制
- 安装橡胶减震器
- 优化连接相邻结构的被动耗能装置
- 采用可变阻尼半主动控制系统
- 优化组合连接相邻结构的被动阻尼器
- 直接或间接实施质量比例阻尼系统
- 使用最优调谐质量阻尼器
- 采用连接结构与质量、刚度元件和阻尼器的振动吸收装置

在一项研究中，通过混合元启发式方法对一种振动吸收装置进行了优化。该混合方法结合了受音乐启发的和谐搜索（HS）算法和称为Jaya算法（JA）的单相元启发式算法，旨在最小化受控相邻结构之间所需的地震间隙。

1.1 运动方程

相邻结构采用所提出的吸收系统时，单自由度剪切建筑会受到地震引起的地面加速度作用。第一结构的响应以位移(x_1)表示，其性质包括质量(m_1)、刚度(k_1)和阻尼(c_1)系数。吸收系统的优化设计变量包括质量(m_d)、刚度(k_d)和阻尼值(c_d)，其位移为(x_d)。第二结构的响应、性质和设计变量用斜体表示。

耦合相邻结构的方程以矩阵形式表示为：
(M \ddot{x}