1.一种建筑物三维振动响应的预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,获取建筑物的框架-剪力墙结构中柱、梁、楼板和剪力墙四部分构件的动刚度矩阵,根据空间几何坐标关系进行组装,得到建筑物的动刚度矩阵[D] G ;步骤二,根据外力载荷向量[F] G ,以及建筑物的动刚度矩阵[D] G ,得到建筑物的位移响应向量[X] G ;步骤三,根据得到的建筑物的位移响应向量[X] G ,得到建筑物位移响应,根据建筑物位移响应,采用在建筑物底部安装减振支座的策略进行减振。
2.根据权利要求1所述的一种建筑物三维振动响应的预测方法,其特征在于,所述的获取建筑物的框架-剪力墙结构中柱、梁、楼板和剪力墙四部分构件的动刚度矩阵,根据空间几何坐标关系进行组装,得到建筑物的动刚度矩阵[D] G ,包括:对于建筑物中受到轴向作用的柱和梁,根据杆单元的纵向频域振动方程,得到杆单元纵向振动动刚度矩阵:式中,L b ,A b , 分别为杆单元的长度,横截面积和复弹性模量;k l 表示杆单元的纵向波数;对于建筑物中受到扭转作用的柱和梁,根据杆单元的扭转频域振动方程,得到杆单元扭转振动动刚度矩阵:式中,I p , 分别为杆单元截面极惯性矩和复剪切模量;k t 表示杆单元的扭转波数;对于建筑物中受到弯曲作用的柱和梁,根据杆单元的弯曲频域振动方程,得到杆单元弯曲振动动刚度矩阵:矩阵中各元素表达如下:式中,I b ,k b 分别为杆单元截面惯性矩弯曲波数;对于建筑物中面外弯曲作用楼板和剪力墙,根据薄板单元的面外频域振动方程,得到薄板单元面外振动动柔度矩阵:矩阵中元素表示在薄板k点施加一面外单位作用力,在薄板l点位置处的面外位移;对面外振动动柔度矩阵取逆矩阵,得到板单元面外振动动刚度矩阵;对于建筑物中面内伸展作用楼板和剪力墙,根据薄板单元的面内频域振动方程,得到薄板单元面内振动动柔度矩阵:矩阵中元素表示在薄板k点施加一面内单位作用力,在薄板l点位置的面内位移;对面内振动动柔度矩阵取逆矩阵,即可得到板单元面内振动动刚度矩阵。对得到的框架-剪力墙结构中柱、梁、楼板和剪力墙四部分构件的动刚度矩阵,根据空间几何坐标关系进行组装,得到整个建筑物的动刚度矩阵[D] G 。
3.根据权利要求2所述的一种建筑物三维振动响应的预测方法,其特征在于,所述的根据外力载荷向量[F] G ,以及建筑物的动刚度矩阵[D] G ,得到建筑物的位移响应向量[X] G ,采用如下公式:{F} G =[D] G {X} G 。
4.根据权利要求3所述的一种建筑物三维振动响应的预测方法,其特征在于,所述的根据得到的建筑物的位移响应向量[X] G ,得到建筑物位移响应,根据建筑物位移响应,采用在建筑物底部安装减振支座的策略进行减振,包括:[X] G 为频率ω的函数向量,若建筑物位移响应在某一频率ω 0 处的位移响应大于设定值,采用在建筑物底部安装减振支座的策略进行减振;当激励频率大于建筑物刚体固有频率的 倍时,减振支座能够对建筑物进行减振;设减振支座的刚度为k,建筑物的质量为m,则建筑物刚体固有频率为 即应满足:由上式可得减振支座的刚度为:
5.应用权利要求4所述的一种建筑物三维振动响应的预测方法的一种建筑物三维振动响应的预测系统,其特征在于,包括数据处理模块、载荷施加模块、数据采集装置;所述的载荷施加模块、数据采集装置分别与所述的数据处理模块连接;所述的数据处理模块中存储有权利要求1-4所述的建筑物三维振动响应的预测方法。