基于NES的地下粮仓减振理论模型及动力响应分析

来源：振动与冲击杂志2025年第8期北京时间：

作者：杨恒，马建军majianjun@haust,，王超圣,，候超，崔力

单位：1.河南科技大学土木建筑学院，河南 洛阳471023；2.河南省建筑安全与防护工程技术研究中心，河南 洛阳471023

摘要：地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征，以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象，利用非线性能量阱（nonlinear energy sink，NES）理论，将地下粮仓周围简化为非线性Winkler地基，钢桩简化为简支的Euler-Bernoulli梁。利用Hamilton原理，建立梁-土系统的运动方程；引入地基反力系数，描述土体的非线性刚度；利用增量谐波平衡法，求得运动方程的半解析解，并与数值解对比验证。与不考虑NES效应的结果对比，分析阻尼、质量比和地基反力系数等参数对结构在简谐激励下动力响应的影响，分析不同参数条件下土场对结构振动响应的抑制效果。研究表明，选取合理的阻尼、质量比和地基反力系数等参数时，弹性土体能在宽频带范围内减小结构稳态振动能量，显著降低结构共振能量峰和响应幅值；在经分析所得到的最优参数条件下，振动能量衰减率达99.39%。研究成果进一步阐释了土-结构相互作用效应的减振吸能作用，并为基于NES理论的地下粮仓减振设计提供了理论依据。<br>

关键词：地下粮仓；土-结构相互作用；非线性能量阱；改进Winkler模型；减振设计