把兩個自振周期接近的主次結構相互串聯起來,由于在不同的荷載激勵條件下,它們會產生不同類型的耦合共振響應。例如,1、在人行激勵下TMD對樓蓋的減振效應;2、賽格大廈&桅桿的耦合共振響應;3、地震時建筑物頂部的突出部分的“鞭梢效應”等。
下文嘗試從該聯合體系的頻率位移放大響應圖來簡單說明。
單自由度結構的頻率位移放大響應圖如下圖一所示(假定結構的阻尼比為2%),結構的最大位移放大系數是25。
**圖一 **
當在上述主體結構m1上附加一個質量比為1%,頻率比為1和阻尼比為6%的次結構m2,分析模型的示意圖如下圖二所示。體系的頻率位移放大響應圖如下圖三所示。從圖三可以看出,由于次結構m2的加入,主結構的最大位移放大系數降至10左右,次結構的加入明顯降低了主結構的位移響應,發揮了TMD的減振作用。
圖二
圖三
當我們把荷載激勵的位置由主結構m1轉移到次結構m2上,就變成了賽格大廈(主結構)&桅桿(次結構)振動模型,如下圖四所示。體系的頻率位移放大響應圖如下圖五所示。從圖五可以看出,由于荷載激勵位置的改變,主結構的最大位移放大系數遠大于單獨共振的位移放大系數,由25變至80左右,體系的耦合共振大大放大了主結構的位移響應,次結構起到四兩撥千斤的作用。
圖四
圖五
當體系承受基底激勵時,如下圖六所示。體系的頻率位移放大響應圖如下圖六所示。從圖七可以看出,次結構的最大位移放大系數遠大于單獨共振時的位移放大系數,由25變至80左右,體系的耦合共振大大放大了次結構的位移響應。因此次結構可能會在地震中產生“鞭梢效應”式的破壞。
圖六
圖七
審核編輯:劉清
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