一种隔震结构及其设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114896867A(43)申请公布日2022.08.12(21)申请号202210421958.2(22)申请日2022.04.21(71)申请人华东交通大学地址330013江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号(72)发明人丁海滨万琪伟黄年勇徐长节童立红耿大新胡文韬蒋亚龙(74)专利代理机构上海创开专利代理事务所(普通合伙)31374专利代理师汪发成(51)Int.Cl.G06F30/27(2020.01)G06F16/21(2019.01)G06F111/10(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种隔震结构及其设计方法(57)摘要本发明公开了一种隔震结构，具体涉及土木工程隔震技术领域，包括混凝土箱、混凝土帽、低刚度橡胶轴承、钢圆柱体和超材料包络层，混凝土箱为四面空心方柱结构，混凝土帽包括两块上下设置且形状相同的立方体平板，低刚度橡胶轴承位于钢圆柱体与混凝土帽之间，钢圆柱体的直径与低刚度橡胶轴承的直径相同，超材料包络层均匀包裹在钢圆柱体的侧面，超材料包络层采用负泊松比材料制成。本发明利用负泊松比超材料具有很好阻尼、吸能特性及局部共振型地震超材料可实现低频隔震的特点，发明了一种负泊松比局部共振型共振器，并将其周期性排列形成地震超材料隔震屏障，该隔震屏障可得到低频带隙，实现低频地震波的隔离。CN114896867ACN114896867A权利要求书1/1页1.一种隔震结构，其特征在于：包括混凝土箱(1)、混凝土帽(2)、低刚度橡胶轴承(3)、钢圆柱体(4)和超材料包络层(5)。2.根据权利要求1所述的一种隔震结构，其特征在于：所述混凝土箱(1)为四面空心方柱结构，所述混凝土箱(1)的顶部和底部均预留回字形台槽，所述四面空心方柱结构由四块形状相同的矩形平板按照长边连接而成，矩形平板由混凝土浇筑而成。3.根据权利要求2所述的一种隔震结构，其特征在于：所述混凝土帽(2)包括两块上下设置且形状相同的立方体平板，立方体平板由混凝土浇筑而成，位于上方的立方体平板尺寸与混凝土箱(1)的顶部的预留回字形台槽尺寸相同，位于下方的立方体平板尺寸与混凝土箱(1)的底部预留回字形台槽尺寸相同，所述混凝土箱(1)与混凝土帽(2)构成一个整体。4.根据权利要求1所述的一种隔震结构，其特征在于：所述低刚度橡胶轴承(3)为两块圆柱体形式的低刚度弹性橡胶块，所述低刚度橡胶轴承(3)位于钢圆柱体与混凝土帽之间，所述混凝土帽(2)和钢圆柱体(4)通过低刚度橡胶轴承(3)连接。5.根据权利要求4所述的一种隔震结构，其特征在于：所述钢圆柱体(4)的直径与低刚度橡胶轴承(3)的直径相同，钢圆柱体(4)的顶面和底面分别与上下端的低刚度橡胶轴承(3)连接。6.根据权利要求1所述的一种隔震结构，其特征在于：所述超材料包络层(5)均匀包裹在钢圆柱体(4)的侧面，超材料包络层(5)采用负泊松比材料制成。7.根据权利要求1‑6任意一项所述的一种隔震结构，其特征在于：还包括一种对抗型深度神经网络逆向设计方法，包括参数解码器和对抗型深度学习逆向设计方法。8.根据权利要求7所述的一种对抗型深度神经网络逆向设计方法，其特征在于：所述参数解码器为隔震屏障设计参数与其衰减域带隙的线性或非线性映射。9.根据权利要求7所述的一种对抗型深度神经网络逆向设计方法，其特征在于：所述对抗型深度学习逆向设计方法包括对抗型深度学习模型，其输入层为目标设计带隙上下限，中间层为隔振屏障设计参数，鉴别器为参数解码器。2CN114896867A说明书1/4页一种隔震结构及其设计方法技术领域[0001]本发明涉及土木工程隔震技术领域，更具体地说，本发明涉及一种隔震结构及其设计方法。背景技术[0002]地震的能力是由地震波携带，其频率范围在0.1‑20Hz，而传统的隔震屏障难以实现低频地震波的隔震。[0003]为解决传统隔震屏障难以隔离低频地震波的不足，本发明结合负泊松比超材料具有很好阻尼、吸能特性及局部共振型地震超材料可实现低频隔震的特点，发明了一种新型地震超材料耗能器且由一种新型地震超材料耗能器组合成能够实现超低频带隙的隔震屏障。基于深度学习方法，通过分析具体的工程隔震带隙要求实现本发明所述隔震屏障的逆向设计方法。本发明能够在工程隔震领域中实现超低频地震波的隔离，同时提出的设计方法针对具体工程能够提高隔震屏障设计的针对性和效率。[0004]发明新型内容[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种隔震结构及其设计方法，通过利用负泊松比超材料具有很好阻尼、吸能特性及局部共振型地震超材料可实现低频隔震的特点，发明了一种负泊松比局部共振型共振器，并将其周期性排列形成地震超材料隔震屏障，该隔震屏障可得到低频带隙