基础隔震结构的系统参数优化设计

目的为了改善基础隔震结构的减震效果，实现基础隔震结构设计的可靠性和有效性。得到基础隔震结构的系统优化参数．方法建立了基础隔震结构的动力分析模型，推导出其运动微分方程；对标准遗传算法经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等缺点进行改善，提出了改进混合遗传算法；建立基础隔震结构系统参数优化设计模型，使用改进混合遗传算法对7层LRB隔震结构的系统参数进行优化设计，结果优化后。LRB隔震结构的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比优化前有不同程度的降低．结论工程实例计算结果表明改进混合遗传算法对基础隔震结构的系统参数优化效果比较理想，基础隔震结构的各项地震反应均得到了更好地控制．     

考虑竖向地震作用的LRB隔震结构优化设计

为了研究竖向地震作用对LRB隔震结构的影响,并改善其隔震效果,建立了耦合地震作用下LRB隔震结构的地震反应分析模型并推导出运动微分方程.以7层LRB隔震结构为例进行地震反应分析,研究结果表明当考虑竖向地震作用时,LRB隔震结构仍具有良好的隔震效果,但地震反应有不同程度的增加,且其增量随着竖向地震作用的增加而增加.建立LRB隔震装置的参数优化设计模型,采用IHGA程序对结构的进行优化设计.结果表明,LRB隔震结构在各种工况下的各项地震反应均得到更好地控制.     

双向耦合地震作用下的混合控制结构研究

目的 为了改善滑移隔震结构的减震效果和适用范围，研究双向耦合地震作用对控振结构的影响．方法 提出3种磁流变阻尼器（MRD）与滑移隔震混合方案，建立了双向耦合地震作用下MRD与滑移隔震混合控制结构的动力分析模型。推导出其运动微分方程，采用瞬时最优控制算法对6层MRD与滑移隔震混合控制结构进行地震反应分析．结果 MRD与滑移隔震混合结构的3种混合方案在3种工况荷载作用下的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比3种工况下的滑移隔震结构有不同程度的降低．结论当考虑竖向地震作用存在时，随着竖向地震作用的加大，结构的地震反应有小幅度地增加，但各种结构方案都具有良好地减振效果。各混合方案在各种工况下的各种地震反应均得到了更好地控制，而混合方案3的控制效果更加明显。     

智能振动控制装置布局优化设计

目的为了提高智能振动控制结构的减振效果，以最少的控制装置数目、最佳的位置实现控制．方法建立MRD结构的动力分析模型，推导出结构运动微分方程；对标准遗传算法经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等缺点进行改善，提出了改进混合遗传算法；建立智能控制装置布局优化设计模型，使用改进混合遗传算法对8层MRD结构的控制装置的布局进行优化设计．结果优化后，MRD结构的相对加速度、速度、位移、层间剪力均有很大程度的降低．结论改进混合遗传算法对智能控制装置布局优化的结果比较理想．智能控制结构的各项地震反应均得到了更好地控制．     

空间非对称框架结构偏心扭转地震反应的控制

首先根据空间非对称框架结构的特点以及实施扭转振动控制的要求，采用当前发展较为成熟的RB（叠层橡胶支座）和LRB（重叠铅芯橡胶支座）作为调控隔震元件，建立了一种空间杆一层间计算模型。作者开发了多维地震动输入下的三维线性，非线性动力时程分析程序，对一典型多层非对称框架结构采用传统非隔震和基础隔震方案，水平输入地震波，进行了一系列的平动-扭转耦联地震反应对比分析，结果表明，通过设置隔震支座，可有效控制非对称建筑结构在地震激励下的偏心扭转效应。     

考虑土-结构相互作用的LRB隔震梁桥体系地震反应分析法

为了研究在双向地震激励下,考虑土一结构相互作用的LRB隔震梁桥结构体系的反应特性以及不同类型土对其隔震梁桥地震反应峰值的影响.采用集中参数法,给出了双向水平地震激励下考虑SSI的一种时域计算分析隔震桥梁地震反应的方法.并在考虑和忽略SSI时,对一座三跨连续LRB隔震梁桥的地震反应峰值的影响进行了比较分析,结果证实,土-结构相互作用对LRB隔震梁桥结构地震反应与场面类别、断层以及地震动选择等关系密切.     

基于MRD与LRB混合控制的隔震连续梁桥地震响应

为了研究磁流变阻尼器(MRD)与铅芯橡胶支座(LRB)混合控制对桥梁结构地震响应及隔震效果的影响,以典型三跨连续梁桥为背景,采用平行板模型模拟MRD的本构关系,采用Bouc-Wen模型模拟LRB的力-位移非线性行为,通过对结构的离散建立无控制、LRB单独控制、MRD与LRB混合控制的多种控制工况有限元计算模型,运用有限单元方法建立系统的动力特性矩阵,并采用瞬时最优控制算法对其进行了非线性时程对比分析.分析结果表明:采用MRD与LRB混合控制工况与LRB单独控制工况相比,前者的结构地震响应明显降低,隔震效果得到明显提高;在桥墩、桥台处均安装MRD与仅在桥墩或桥台处安装MRD的LRB隔震桥梁相比,前者对结构地震响应的控制效果更好.     

隔震结构震后复位能力研究

隔震技术是在上部结构与下部支承结构或基础之间设置隔震层，通过延长结构周期并增加阻尼的方式，减少地震能量向上部结构传输从而保护上部结构，是高烈度地区减轻地震灾害最有效的方式之一。由于隔震层的刚度较小，隔震结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震或强风作用下，隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求，但是变形结束后，隔震装置在某些地震作用下很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正常使用功能的中断，并且难以保证隔震装置在多次余震或未来地震中继续发挥作用，从而对社会经济的发展带来严重的影响。如何提升隔震支座变形后的复位能力，是隔震结构设计的关键问题之一。本文首先介绍了传统隔震支座在地震与强风作用下复位能力不足的表现，总结了当前设计规范中对隔震支座复位能力的规定，阐述了提升隔震支座变形后复位能力的方法。基于此，以超弹性形状记忆合金（SMA）良好的变形自恢复能力为基础，结合铅芯橡胶隔震支座（LRB），提出了新型自复位隔震支座（SMA-LRB）。通过压剪往复加载试验，对比了传统LRB与SMA-LRB的力学行为。对基于不同规范限值的LRB以及SMA-LRB的单自由度体系进行非线性时程分析。结果表明，在满足规范设计的情况下，LRB隔震体系在震后仍可能出现较大的残余变形，而SMA-LRB隔震体系则表现出良好的震后复位能力。     

智能基础隔震结构的剪扭耦联地震反应分析

研究了ER／MR智能隔震系统对框架结构地震反应的半主动控制。根据智能基础隔震的特点，建立了基于模糊控制的半主动控制策略。仿真计算表明智能隔震系统不仅能够显著减小上部结构的地震反应，还能够有效地保护隔震层的变形，是一种性能非常优秀的智能控制系统。     

三峡大坝升船机地震鞭梢效应的智能控制

为了抑制三峡大坝升船机顶部厂房的地震鞭梢效应,提出了用顶部厂房屋盖MR智能隔震层来减小升船机地震鞭梢效应的方法.在建立了设置屋盖智能隔震层的三峡升船机计算力学模型的基础上,文中推导了屋盖MR智能隔震层-升船结构系统地震反应半主动控制的基本方程,建立了屋盖MR智能隔震系统对三峡升船机顶部厂房地震反应控制的设计计算方法,设计了智能控制系统,并对智能隔震系统进行了参数分析.仿真计算结果表明,安装合适的屋盖MR智能隔震系统和采用合适的控制策略能有效地抑制三峡升船机顶部厂房地震鞭梢效应,减小顶部厂房结构的层间侧移和厂房柱底的地震弯矩反应.     

工程结构优化设计的改进混合遗传算法

根据工程实际以及规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立了离散变量结构优化模型。针对遗传算法在迭代过程中经常出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等问题,采用一种新的遗传算子即单亲遗传算子对遗传算法进行了改进,并提出了离散变量结构优化设计的三等分割算法与遗传算法相结合的混合遗传算法。优化设计结果表明:改进混合遗传算法的收敛特性得到了很好的改善,既具有三等分割算法省时、高效、局部搜索能力强的特点,又具有遗传算法全局性好的特点,是高效、理想的工程结构优化设计方法。     

隔震结构基于动力可靠性约束的优化设计

为系统研究多自由度基础隔震结构基于动力可靠性约束的优化设计方法.用复模态法获得了结构基于Kanai-Tajimi谱随机地震响应的解析解;以基础隔震结构和基础固定结构的上部结构一阶模态位移标准差之比作为优化目标,以隔震装置位移响应不超过其容许设计限值的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法获得隔震装置的优化设计参数,并给出算例,从而建立了基础隔震结构基于动力可靠性约束的优化设计的一整套方法.     

福建省防震减灾中心大楼的地震反应分析

福建省防震减灾中心大楼采用基础隔震技术设计,文章对其进行地震反应分析。采用弹塑性时程分析的方法,比较了隔震模型和非隔震模型的地震反应。结果表明,隔震结构能较大地延长结构的自振周期,从而避开场地的特征周期;同时,隔震结构的层间位移、层间剪力和加速度反应都明显低于非隔震结构,较好地达到预期的隔震效果。     

底框基础隔震结构的三维非线性时程分析

基于有限元理论,采用大型有限元分析软件SAP2000 Nonlinear建立了底部2层框架上部砌体非隔震结构和基础隔震结构的实体模型,并采用非线性时程分析法对此模型进行了3向(2个水平向和1个竖向)地震作用的地震反应分析．分析结果表明,底部2层框架上部砌体结构采用基础隔震技术后。结构的水平地震反应明显低于相应非隔震结构的水平地震反应．尤其是刚度突变的转换层,隔震后水平地震反应降低很多,但基础隔震结构的竖向地震反应有可能会增大,危及基础隔震建筑物的安全．