多維地震作用下巨型框架結(jié)構(gòu)振動控制研究項(xiàng)目摘要

巨型框架結(jié)構(gòu)具有巨大抗側(cè)剛度且整體工作性能強(qiáng)，是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，利用結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)減輕巨型框架結(jié)構(gòu)在多維地震作用下的響應(yīng)是一項(xiàng)亟需解決的重要課題。本課題旨在提出考慮多維隔震的巨型框架-子結(jié)構(gòu)新體系，并以該體系的非線性空間簡化模型和響應(yīng)預(yù)測及控制為研究對象，研究內(nèi)容涵蓋：建立考慮耦合效應(yīng)的巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值分析模型，提出考慮耦合效應(yīng)的巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)非線性空間簡化模型，研究體系的空間動力響應(yīng)特性及各參數(shù)影響規(guī)律；研究巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜及地震反應(yīng)預(yù)測理論，研究巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)方法；通過縮尺地震模擬振動臺試驗(yàn)研究巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)的時(shí)域地震反應(yīng)，驗(yàn)證理論和數(shù)值分析的巨型框架結(jié)構(gòu)振動控制策略；進(jìn)行時(shí)域和頻域下巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)抗風(fēng)可靠性相關(guān)研究；研究在強(qiáng)震作用下巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)體系動力響應(yīng)特性、失效模式及混合控制理論、技術(shù)。

本課題提出了一種考慮多維隔震的巨型框架-子結(jié)構(gòu)新體系，以該體系的簡化模型、響應(yīng)和控制為研究對象。建立了考慮耦合效應(yīng)的巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值分析模型；提出了巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)簡化模型；研究了結(jié)構(gòu)體系的動力響應(yīng)特性和參數(shù)影響規(guī)律；通過縮尺地震模擬振動臺試驗(yàn)研究了巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，驗(yàn)證了理論和數(shù)值分析的巨型框架結(jié)構(gòu)模型；進(jìn)行了巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)抗風(fēng)可靠性研究；研究了強(qiáng)震作用下巨型框架多維隔震結(jié)構(gòu)體系碰撞效應(yīng)及減震控制理論、技術(shù)。項(xiàng)目成果豐富，為巨型結(jié)構(gòu)的振動控制提供了新思路和研究基礎(chǔ)。 2100433B

《耦合地震作用下結(jié)構(gòu)振動控制與優(yōu)化》系統(tǒng)地總結(jié)和闡述了土木工程結(jié)構(gòu)被動控制、主動控制、半主動控制和混合控制理論、方法、技術(shù)、系統(tǒng)和工程應(yīng)用的主要研究成果，并主要論述了耦合地震作用下結(jié)構(gòu)振動控制的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析與結(jié)構(gòu)參數(shù)與控制裝置布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本書可供從事土木工程、水利工程、材料科學(xué)與工程、力學(xué)研究、設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的研究生和高年級本科生作學(xué)習(xí)參考書。

第1章 緒論

1．1 引言

1．2 土木工程結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的演變與發(fā)展

1．3 結(jié)構(gòu)振動控制的研究歷史與發(fā)展

1．3．1 中外古建筑結(jié)構(gòu)振動控制的成功應(yīng)用

1．3．2 當(dāng)代土木工程結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)的發(fā)展

1．3．3 國內(nèi)外土木工程結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)研究的新形勢

1．4 土木工程結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)分類

1．4．1 被動控制

1．4．2 主動控制

1．4．3 半主動控制

1．4．4 混合控制

第2章 耦合地震作用下滑移隔震結(jié)構(gòu)振動控制

2．1 引言

2．2 滑移隔震的基本原理與特性

2．2．1 滑移隔震的基本原理

2．2．2 滑移隔震的基本特性

2．3 滑移隔震體系的分類

2．3．1 基于滑動摩擦力的隔震結(jié)構(gòu)

2．3．2 基于滾動摩擦力的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)

2．4 軟鋼U型帶片向心機(jī)構(gòu)

2．4．1 U型帶片限位阻尼器及其恢復(fù)力模型

2．4．2 狀態(tài)的判定

2．5 滑移隔震結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析

2．5．1 豎向地震作用對結(jié)構(gòu)的影響

2．5．2 雙向耦合地震作用下滑移隔震結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)動力分析模型的建立

2．5．3 滑移隔震結(jié)構(gòu)的滑動與嚙合狀態(tài)判別準(zhǔn)則

2．5．4 滑移隔震結(jié)構(gòu)的豎向運(yùn)動微分方程的建立

2．5．5 滑移隔震結(jié)構(gòu)水平運(yùn)動微分方程的建立

2．6 滑移隔震結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)體系地震反應(yīng)時(shí)程分析

2．6．1 地震波選取和調(diào)整

2．6．2 滑移隔震結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)體系的彈塑性時(shí)程分析

2．6．3 拐點(diǎn)的處理

2．6．4 工程實(shí)例分析

第3章 耦合地震作用下LRB隔震結(jié)構(gòu)振動控制

3．1 引言

3．2 LRB隔震原理及隔震系統(tǒng)的組成

3．2．1 LRB隔震的基本原理

3．2．2 LRB隔震結(jié)構(gòu)的組成

3．3 LRB及其設(shè)計(jì)

3．3．1 LRB恢復(fù)力模型

3．3．2 LRB設(shè)計(jì)

3．4 LRB隔震結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)分析

3．4．1 雙向耦合地震作用下LRB隔震結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)動力分析模型建立

3．4．2 LRB隔震結(jié)構(gòu)豎向運(yùn)動微分方程的建立

3．4．3 LRB隔震結(jié)構(gòu)水平運(yùn)動微分方程的建立

3．4．4 LRB隔震結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)體系地震反應(yīng)時(shí)程分析

3．4．5 工程實(shí)例分析

第4章 耦合地震作用下MRD結(jié)構(gòu)振動控制

4．1 引言

4．2 MRF與MRD

4．2．1 MRF的組成

4．2．2 MRF的工作原理

4．2．3 MRF的力學(xué)模型

4．2．4 MRF的優(yōu)點(diǎn)

4．2．5 MRD

4．2．6 MRD的設(shè)計(jì)

4．3 MRD的恢復(fù)力模型

4．3．1 Bingaln黏塑性模型

4．3．2 Bingham黏彈-塑性模型

4．3．3 Bouc-wen模型

4．3．4 現(xiàn)象模型

4．3．5 軸對稱模型

4．3．6 平板模型

4．3．7 簡化模型

4．4 MRD結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析

4．4．1 雙向耦合地震作用下MRD結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)動力分析模型的建立

4．4．2 MRD結(jié)構(gòu)豎向運(yùn)動微分方程的建立

4．4．3 MRD結(jié)構(gòu)水平運(yùn)動微分方程的建立

4．4．4 采用瞬時(shí)最優(yōu)控制策略的地震反應(yīng)分析

4．4．5 工程實(shí)例分析

第5章 耦合地震作用下MRD與滑移隔震混合控制

5．1 引言

5．2 MRD與滑移隔震混合方式

5．2．1 隔震層安裝MRD

5．2．2 上部結(jié)構(gòu)層間安裝MRD

5．2．3 隔震層與上部層間都安裝MRD

5．3 MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析

5．3．1 雙向耦舍地震作用下MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)多質(zhì)點(diǎn)動力分析模型建立

5．3．2 MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)滑動與嚙合狀態(tài)判別準(zhǔn)則

5．3．3 MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)豎向運(yùn)動微分方程的建立

5．3．4 MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)水平運(yùn)動微分方程的建立

5．3．5 工程實(shí)例分析

第6章 耦合地震作用下MRD與LRB隔震混合控制

6．1 引言

6．2 耦合地震作用下MRD與LRB隔震混合結(jié)構(gòu)動力分析模型建立

6．3 MRD與LRB隔震混合結(jié)構(gòu)豎向運(yùn)動微分方程的建立

6．4 MRD與琥B隔震混合結(jié)構(gòu)水平運(yùn)動微分方程的建立

6．5 工程實(shí)例分析

第7章 耦合地震作用下結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

7．1 結(jié)構(gòu)振動控制優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性與特點(diǎn)

7．1．1 結(jié)構(gòu)振動控制優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性

7．1．2 結(jié)構(gòu)振動控制優(yōu)化設(shè)計(jì)特點(diǎn)

7．2 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用概況與新發(fā)展

7．2．1 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用概況

7．2．2 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的新發(fā)展

7．3 SGA

7．3．1 SGA的特點(diǎn)

7．3．2 SGA的理論基礎(chǔ)

7．3．3 SGA應(yīng)用步驟

7．3．4 符號串的編碼與解碼

7．3．5 個(gè)體適應(yīng)度的評價(jià)

7．3．6 遺傳算子

7．3．7 SGA的運(yùn)行參數(shù)

7．4 SGA的改進(jìn)

7．4．1 SGA的主要缺點(diǎn)

7．4．2 SGA的改進(jìn)措施

7．5 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)的直接搜索算法

7．5．1 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)的單向搜索算法

7．5．2 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)退搜索算法

7．5．3 離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)的斐波那契算法

7．6 直接搜索算法與SGA的混合

7．6．1 算法的混合原則

7．6．2 算法的混合策略

7．6．3 算法的混合原理

7．6．4 初始群體的形成

7．6．5 群體的進(jìn)化

7．7 滑移隔震結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化研究

7．7．1 優(yōu)化模型的建立

7．7．2 工程實(shí)例分析

7．8 LRB隔震結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化研究

7．8．1 優(yōu)化模型的建立

7．8．2 工程實(shí)例分析

7．9 MRD結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)

7．9．1 優(yōu)化模型的建立

7．9．2 工程實(shí)例分析

7．10 MRD與滑移隔震混合結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化研究

7．10．1 優(yōu)化模型的建立

7．10．2 工程實(shí)例分析

7．11 結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化研究

7．11．1 優(yōu)化模型的建立

7．11．2 工程實(shí)例分析

參考文獻(xiàn)2100433B