ОПТИМАЛЬНАЯ СЕЙСМОЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ НА ОПОРАХ С БИЛИНЕЙНОЙ ГИСТЕРЕЗИСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
ОПТИМАЛЬНАЯ СЕЙСМОЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ НА ОПОРАХ С БИЛИНЕЙНОЙ ГИСТЕРЕЗИСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-2-88-98Ключевые слова:
сейсмозащита, билинейная характеристика, глобальная многомерная оптимизация, критерий оптимальности, сейсмическое воздействие, генетический алгоритмАннотация
Проектирование оптимальных систем сейсмозащиты на опорах с гистерезисным поведением приводит к условной многомерной глобальной задаче оптимизации с нелинейной и недифференцируемой целевой функцией. В этой статье рассматриваются опоры с билинейной характеристикой с ги-стерезисом, т.е. для каждой опоры необходимо оптимизировать четыре параметра: предельное упругое перемещение и жесткость для упругого режима и предельное смещение и жесткость для неупругого режима.
Исследуется сейсмический отклик упругой балки на четырех нелинейных опорах при вертикальном сейсмическом движении грунта. В качестве целевой функции рассматривается функционал возмущения как интеграл квадратичной формы вектора состояния с весовой матрицей, сформированной из матриц жесткости и инерции системы на эквивалентных упругих опорах. Минимизация функционала означает минимум общей энергии системы на эквивалентных упругих опорах. Для решения задачи оптимизации используется генетический алгоритм.
Библиографические ссылки
Radin V.P., Poznyak E.V., Chirkov V.P., Novikova O.V. Dinamicheskie harakteristiki i nastrojka vibroizolyatorov s bilinejnym gisterezisom [Dynamic characteristics and adjustment of vibration isolators with bilinear hysteresis]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Mashinostroenie, 2022, No. 12, pp. 14–23. (in Russian). doi: 10.18698/0536–1044–2022–12–14–23 DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2022-12-14-23
Radin V.P., Poznyak E.V., Novikova O.V., Chirkov V.P. Razrabotka i issledovanie modeli zdaniya na rezinometallicheskih sejsmooporah [Development and Study of a Building Model on Lead Rubber Bearings]. Vestnik MEI, 2022, No. 2, pp. 105–112. (in Russian). doi: 10.24160/1993–6982–2022–2–105–112 DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2022-2-105-112
K. Ye, Y. Xiao, L. Hu A direct displace-ment-based design procedure for base-isolated building structures with lead rubber bearings (LRBs), Engineering Structures, Volume 197, 2019, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109402 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109402
A. E. Çerçevik, Ö. Avşar, O. Hasançebi Optimum design of seismic isolation systems using metaheuristic search methods, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol-ume 131, 2020, https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.106012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.106012
P.Shoaei, M. Mahsuli Reliability-based de-sign of steel moment frame structures isolat-ed by lead-rubber bearing systems, Struc-tures, Volume 20, 2019, pp. 765-778, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2019.06.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2019.06.020
P. Shoaei, H. T. Orimi, S. M. Zahrai Seis-mic reliability-based design of inelastic base-isolated structures with lead-rubber bearing systems, Soil Dynamics and Earthquake En-gineering, Volume 115, 2018, pp. 589-605, https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.09.033 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.09.033
R.S. Jangid Optimum lead–rubber isolation bearings for near-fault motions, Engineering Structures, Volume 29, Issue 10, 2007, pp. 2503-2513, ISSN 0141-0296, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2006.12.010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2006.12.010
T. Zordan, T. Liu, B. Briseghella, Q. Zhang Improved equivalent viscous damping model for base-isolated structures with lead rubber bearings, Engineering Structures, Volume 75, 2014, pp. 340-352, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.05.044 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.05.044
Bakaeva L., Egarmin K., Galikhanova E. Effect of using rubber-metal seismic bearings on the dynamic and static characteristics of a multi–storey building. AlfaBuil, 2019, No. 5(12), pp. 15-26, doi: 10.34910/ALF.12.2. – EDN SERRFG.
S. Eem, D. Hahm Large strain nonlinear model of lead rubber bearings for beyond de-sign basis earthquakes, Nuclear Engineering and Technology, Volume 51, Issue 2, 2019, pp. 600-606, https://doi.org/10.1016/j.net.2018.11.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2018.11.001
Karpenko A.P. Sovremennye algoritmy poiskovoj optimizacii. Algoritmy, vdohnovlennye prirodoj [Modern search en-gine optimization algorithms. Algorithms in-spired by nature]: ucheb. posobie. – M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2014. (in Rus-sian).
Lead Rubber Bearings, S03. FIP Indusriale. https://www.pretensa.com.pt/upload/pdf/content_our_work/FZhd5uLx/S03_LRB-eng.pdf
Y. Tu, G. Yang, Q. Cai, L. Wang, X. Zhou Optimal design of SINS's Stewart plat-form bumper for restoration accuracy based on genetic algorithm, Mechanism and Ma-chine Theory, Volume 124, 2018, pp. 42-54, https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.01.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.01.016
A. Tsipianitis, Y. Tsompanakis Optimizing the seismic response of base-isolated liquid storage tanks using swarm intelligence algo-rithms, Computers & Structures, Volume 243, 2021, 106407, https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2020.106407 DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2020.106407
J. Pérez-Aracil, C. Camacho-Gómez, P. Reynolds, E. Pereira, S. Salcedo-Sanz Op-timal vibration isolation and alignment over non-rigid bases with the CRO-SL ensemble, Engineering Applications of Artificial Intel-ligence, Volume 113, 2022, 104984, https://doi.org/10.1016/j.engappai.2022.104984 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2022.104984
S. Etedali, K. Hasankhoie, M. R. Sohrabi Optimal design of pure-friction isolators with and without restoring device: A multi-objective cuckoo search-based approach for seismic-excited structures, Structures, Volume 25, 2020, pp. 708-719, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.03.041 DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.03.041
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
