工程結構減振控制本書目錄

土木工程研究生系列教材序

前言

第1章 概述

1．1 抗震設計理論的發(fā)展

1．2 抗風設計理論的發(fā)展

1．2．1 近地風研究現(xiàn)狀

1．2．2 鈍體空氣動力學研究進展

1．2．3 結構風致振動研究進展

1．3 結構減振防災新對策與抗震抗風新技術

1．4 結構隔震的概念及其隔震機理

1．5 結構減振控制的概念及其減振機理

1．6 結構抗震、隔震和減振控制的對比分析

第2章 風荷載及結構風振響應分析

2．1 風荷載的模擬

2．1．1 順風向平均風荷載

2．1．2 順風向脈動風荷栽

2．1．3 橫風向脈動風荷載

2．2 結構脈動風振響應的頻域分析

2．2．1 順風向振動分析

2．2．2 橫風向振動分析

2．3 結構振動響應的時域分析

第3章 地震作用及結構地震響應分析

3．1 地震波的選擇

3．2 人造地震波的模擬

3．2．1 三角級數(shù)方法

3．2．2 ARMA模型仿真方法

3．2．3 地震動功率譜密度函數(shù)

3．3 結構地震響應分析

3．3．1 時程分析方法

3．3．2 振型分解反應譜法

第4章 結構狀態(tài)方程及其最優(yōu)控制

4．1 狀態(tài)方程

4．1．1 狀態(tài)變量與狀態(tài)方程

4．1．2 多自由度體系狀態(tài)方程

4．1．3 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

4．2 最優(yōu)控制的變分法

4．2．1 變分法求解最優(yōu)控制

4．2．2 黎卡提(Riccati)矩陣微分方程

第5章 結構基礎隔震技術與隔震裝置

5．1 基礎隔震的歷史發(fā)展和現(xiàn)狀

5．2 基礎隔震技術分類

5．2．1 橡膠墊基礎隔震系統(tǒng)

5．2．2 滑移基礎隔震系統(tǒng)

5．2．3 混合基礎隔震系統(tǒng)

5．3 建筑隔震橡膠支座

5．3．1 構造與分類

5．3．2 建筑隔震橡膠支座的形狀系數(shù)

5．3．3 建筑隔震橡膠支座的豎向性能

5．3．4 建筑隔震橡膠支座的水平性能

5．3．5 建筑隔震橡膠支座的相關性能

第6章 基礎隔震結構地震反應及特征

6．1 基礎隔震結構分析

6．1．1 隔震層分析模型

6．1．2 隔震系統(tǒng)的參數(shù)

6．1．3 隔震系統(tǒng)地震反應分析

6．2 線性隔震系統(tǒng)動力反應及隔震層剛度和阻尼的確定

6．2．1 線性隔震系統(tǒng)的動力方程

6．2．2 隔震層剛度和阻尼的確定

6．3 雙線性隔震系統(tǒng)地震反應

6．3．1 雙線性隔震系統(tǒng)的動力分析

6．3．2 雙線性隔震系統(tǒng)地震反應特征

6．4 并聯(lián)基礎隔震系統(tǒng)地震反應特征與隔震層參數(shù)的優(yōu)選

6．4．1 并聯(lián)基礎隔震系統(tǒng)的動力模型

6．4．2 并聯(lián)基礎隔震系統(tǒng)地震反應的一般特征

6．4．3 并聯(lián)基礎隔震系統(tǒng)隔震層參數(shù)的優(yōu)選

6．5 基礎滑移隔震結構地震反應分析

6．5．1 隔震層動力分析模型

6．5．2 滑移隔震系統(tǒng)動力分析模型

6．5．3 工程算例

第7章 結構基礎隔震設計

7．1 基礎隔震結構概念設計

7．2 基礎隔震結構設計的要求與方法

7．3 基礎隔震結構地震作用計算

7．3．1 等效側力法

7．3．2 時程分析法

7．4 隔震層設計

7．4．1 隔震層的布置

7．4．2 隔震層受壓承載力驗算

7．4．3 隔震支座位移驗算

7．4．4 隔震支座彈性恢復力和抗風裝置驗算

7．4．5 隔震結構抗傾覆驗算

7．4．6 構造措施

7．5 上部結構設計

7．5．1 上部結構截面抗震驗算

7．5．2 上部結構變形驗算

7．5．3 上部結構的構造措施

7．6 下部結構和地基基礎設計

7．7 橡膠墊基礎隔震算例

第8章 結構減振技術與減振裝置

8．1 結構減振控制技術的發(fā)展與現(xiàn)狀

8．2 結構減振技術的分類

8．3 金屬阻尼器

8．3．1 金屬阻尼器的分類、構造及減震原理

8．3．2 金屬阻尼器的力學模型

8．3．3 安裝有金屬阻尼器結構的分析方法

8．3．4 工程應用

8．4 摩擦阻尼器

8．4．1 摩擦阻尼器的種類、構造及減震機理

8．4．2 摩擦阻尼器的力學模型

8．4．3 加入摩擦阻尼器結構的分析方法

8．4．4 工程應用

8．5 粘彈性阻尼器

8．5．1 粘彈性阻尼器的構造、性能與特點

8．5．2 粘彈性阻尼器的力學模型

8．5．3 加入粘彈性阻尼器結構的分析方法

8．5．4 工程應用

8．6 粘滯流體阻尼器

8．6．1 粘滯流體材料的特性和耗能原理

8．6．2 粘滯流體阻尼器的構造、性能與特點

8．6．3 粘滯流體阻尼器的計算模型

8．6．4 加入粘滯流體阻尼器結構的分析方法

8．6．5 工程應用

8．7 粘滯阻尼墻

8．7．1 粘滯阻尼墻的構造及減振原理

8．7．2 粘滯阻尼墻的力學模型

8．7．3 粘滯阻尼墻的分析方法

8．7．4 工程應用

8．8 形狀記憶合金阻尼器

8．8．1 形狀記憶合金的特性

8．8．2 形狀記憶合金的本構模型

8．8．3 形狀記憶合金阻尼器及其力學模型

8．8．4 安裝有形狀記憶合金阻尼器的結構分析方法

8．9 磁流變阻尼器

8．9．1 磁流變體的力學性能

8．9．2 磁流變阻尼器的構造、性能與特點

8．9．3 磁流變阻尼器的力學模型

8．9．4 加入磁流變阻尼器結構的分析方法

第9章 結構消能減振設計

9．1 概述

9．1．1 結構消能減振機理

9．1．2 結構消能減振體系的分類

9．1．3 消能阻尼器的分類

9．2 結構消能減振的概念設計

9．2．1 消能減振結構的適用范圍

9．2．2 消能減振結構的設防目標

9．2．3 消能減振結構的性能要求

9．2．4 消能減振裝置的選擇

9．2．5 消能減振裝置參數(shù)的選擇

9．2．6 消能減振裝置的布置

9．3 消能減振結構的實用設計方法

9．3．1 粘滯流體阻尼器的振型分解方法

9．3．2 粘彈性阻尼器的振型分解方法

9．3．3 設計計算步驟

9．3．4 消能減振裝置的連接節(jié)點要求

9．4 設計實例

9．4．1 軟鋼耗能支撐阻尼器的結構減振設計實例

9．4．2 粘彈性阻尼墻結構減振應用實例

9．4．3 線性粘滯流體阻尼器結構抗震設計實例

9．4．4 非線性粘滯流體阻尼器在結構抗震加固工程中的應用

第10章 被動調頻阻尼器及其結構減振設計

10．1 調頻液體阻尼器及其結構分析

10．1．1 簡介

10．1．2 調頻液體阻尼器的減振原理．

10．1．3 調頻液體阻尼器結構分析

10．1．4 南京電視塔TLD風振控制

10．2 調頻質量阻尼器及其結構分析

10．2．1 簡介

10．2．2 調頻質量阻尼器的減振原理

10．2．3 結構分析

10．2．4 合肥電視塔風振和地震響應的TMD振動控制

10．3 被動調頻減振設計

10．3．1 概念設計

10．3．2 實用設計方法

10．4 被動調頻減振設計實例

10．4．1 TMD風振控制實例

10．4．2 北京太平橋大街人行過街天橋采用TMD系統(tǒng)的減振設計

第11章 主動質量阻尼器及結構主動控制

11．1 簡介

11．2 AMD結構控制的減振原理

11．3 結構主動控制算法

11．3．1 線性最優(yōu)控制算法

11．3．2 極點配置法

11．3．3 瞬時最優(yōu)控制算法

11．3．4 獨立模態(tài)空間控制算法

11．3．5 滑動模態(tài)控制算法

11．3．6 ■狀態(tài)反饋控制算法

11．3．7 最優(yōu)多項式控制

11．3．8 預測控制算法

11．4 時滯效應對結構主動控制的影響

11．5 AMD在南京電視塔風振控制中的應用

11．5．1 風振控制方案的選擇

11．5．2 主動控制模型

11．5．3 南京電視塔風振主動控制系統(tǒng)的實施

第12章 結構減振控制研究展望

12．1 概述

12．2 結構被動控制研究展望

12．3 主動控制研究展望

12．4 混合控制研究展望

12．5 半主動控制研究展望

12．6 智能控制研究展望2100433B

本書為土木工程研究生系列教材之一。

本書主要介紹了結構在地震和風荷載作用下的減振控制的基本理論和方

法。共分12章，主要內容包括：風荷載及結構風振響應分析、地震作用及結

構地震響應分析、結構狀態(tài)方程及其最優(yōu)控制、結構基礎隔震技術與隔震裝

置、基礎隔震結構地震反應及特征、結構基礎隔震設計、結構減振技術與減

振裝置、結構消能減振設計、被動調頻阻尼器及其結構減振設計、主動質量

阻尼器及結構主動控制和結構減振控制研究展望。

本書可用作土木工程學科的研究生教材，也可供從事結構振動控制、力

學、機械、航空航天等有關工程研究與工程技術人員參考。

總序

前言

第1章 工程結構減振控制的基本概念

第1節(jié) 減振控制技術的概念及發(fā)展

第2節(jié) 基礎隔震

第3節(jié) 結構的被動控制減振體系

第4節(jié) 結構的主動控制減振體系

第5節(jié) 半主動控制和混合控制

第6節(jié) 結構消能減振體系的分類

第7節(jié) 消能器的分類

第8節(jié) 國外的研究和應用現(xiàn)狀

第9節(jié) 國內的研究和應用現(xiàn)狀

第2章 高樓頂加鋼塔結構體系的振動分析

第1節(jié) 高樓頂加鋼塔結構體系的研究與應用現(xiàn)狀

第2節(jié) 高樓頂加鋼塔結構的動力特性

第3節(jié) 高樓頂加鋼塔結構體系的地震響應分析

第4節(jié) 高樓頂鋼塔風振響應簡化計算

第5節(jié) 本章小結

第3章 高樓頂鋼塔地震響應的鞭梢效應

第1節(jié) 突出屋面小塔樓的地震作用和規(guī)范方法分析

第2節(jié) 高樓頂鋼塔鞭梢效應產(chǎn)生原因的理論分析

第3節(jié) 高樓頂鋼塔鞭梢效應的算例分析

第4節(jié) 本章小結

第4章 高樓頂加鋼塔結構體系整體阻尼比的分析與研究

第1節(jié) 概述

第2節(jié) 阻尼模型

第3節(jié) 瑞雷阻尼及其在彈塑性動力分析中的拓展形式

第4節(jié) 阻尼比

第5節(jié) 阻尼研究的若干關鍵問題分析

第6節(jié) 高樓頂加鋼塔整體結構阻尼比的計算

第7節(jié) 本章小結

第5章 高樓頂加鋼塔結構體系的簡化抗震計算方法

第1節(jié) 簡化計算公式的構思

第2節(jié) 計算實例分析

第3節(jié) 高樓頂加鋼塔結構體系簡化計算公式的推導

第4節(jié) 計算方法的比較

第5節(jié) 本章的計算方法與兩個試驗數(shù)據(jù)的對比

第6節(jié) 本章小結

第6章 高樓頂加鋼塔結構體系的減振控制研究與應用

第1節(jié) 采用粘滯流體阻尼器的建筑結構消能減振設計原理

第2節(jié) 采用粘滯流體阻尼器的建筑結構消能減振設計方法

第3節(jié) 阻尼器的構造及安放位置確定

第4節(jié) 微波發(fā)射塔在風荷載作用下的振動和控制分析

第5節(jié) 微波發(fā)射塔在地震作用下振動和控制分析

第6節(jié) 鋼塔樓與主體建筑連接處的非線性有限元分析

第7節(jié) 宿遷市某綜合樓采用粘滯流體阻尼器的消能減振設計

第8節(jié) 北京某過街天橋采用TMD系統(tǒng)的消能減振設計

第9節(jié) 本章小結

附錄1 集成化通用的結構分析與設計軟件SAP2000的介紹

第1節(jié) 一般特性

第2節(jié) 繪圖功能

……

附錄2 國際領先的建筑結構分析與設計軟件ETABS的介紹

參考文獻

出版者的話 2100433B

本書系“簡明土木工程系列專輯”中的一本。本書在介紹工程結構減振控制的基本理論及減振設計方法的基礎上，結合我國規(guī)范，針對我國近年來出現(xiàn)的高樓頂加鋼塔這一結構形式的動力特性進行了研究，并以彈性動力分析法為基礎，在分析影響高樓頂鋼塔地震作用的因素，并將其轉化為可供分析使用的參數(shù)——質量、剛度和高度，進而找出這些參數(shù)對地震作用放大系數(shù)影響規(guī)律，提出了高樓頂加鋼塔結構體系的簡化計算方法。在工程應用方面，選取兩個工程實例，對組合結構體系的整體阻尼比、減振計算及設計、鞭梢效應等給出了詳細的計算方法。

本書可供土木工程專業(yè)研究生及大學教師參考，也可供結構設計人員及從事抗震減振的研究人員使用和參考。