浅谈基础隔震技术

介绍了基础隔震技术的基本原理及其特征,详细阐述了基础隔震技术的发展,分析了隔震技术的应用现状,指出应在标准化、优化设计、细部构造、新产品的开发和完善等方面对基础隔震技术进行研究,以促进高效经济的隔震橡胶支座及配套机构的发展。     

大跨空间结构隔震减振体系研究综述（英文）

近年来,全球地震灾害频发,大跨空间结构受灾严重,造成严重的人员伤亡和极大的经济损失。为此深入揭示大跨空间结构的动力损伤破坏机理,发展韧性提升技术,已成为大跨空间结构领域研究的热点与难点。振动控制技术引起了国内外科研人员的广泛关注,然而目前结构振动控制技术的研究主要集中在框架结构和剪力墙结构中,缺乏针对大跨空间结构特性,如水平变形大、空间性强、动力特性复杂等特点的结合。开展大跨空间结构隔震减振研究,对提升结构韧性水平,最大限度减轻灾害风险具有重要意义。系统总结了近年来国内外隔震技术和减振技术在大跨空间结构中的发展动态及工程应用情况。对于隔震技术,首先介绍了国内外大跨空间结构中常见的水平隔震支座,如橡胶隔震垫、摩擦滑板等的力学特性以及利用形状记忆合金等对常见水平隔震支座进行的改进。随后介绍了大跨空间结构三维隔震支座研发及力学性能研究现状,如早期的空气弹簧组合支座和液压组合支座,近年来研发的碟形弹簧组合支座和厚橡胶组合支座等,在总结现有研究成果的基础上指出了目前存在的问题以及继续研发具有抗拔功能和转动功能的新型三维隔震装置的必要性。随后分别介绍了大跨空间结构的隔震机理、分析理论和设计方法,考察了隔震前、后大跨空间结构的动力响应特性,分析了不同强度、不同类型的地震动以及行波效应等对隔震结构地震响应的影响等,证明了隔震技术能有效降低大跨空间结构的地震响应。最后介绍了隔震体系在大跨空间结构中的工程应用,展现了隔震技术在实际工程中的振动控制效果。对于减振技术,首先介绍了国内外学者利用形状记忆合金的超弹性和高阻尼对常见的摩擦阻尼器和黏滞阻尼器等进行的改造和创新,以及智能控制和智能材料在大跨空间结构中的应用。指出现有阻尼器存在构造复杂、后期维护困难等问题,有必要继续提高大跨空间结构减振装置的耗能能力、自复位能力、抗疲劳性能及可更换性。随后以大跨空间结构中广泛应用的TMD装置、黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器为例,提出了阻尼器布置方法,研究了杆件替换率、地震动强度以及不同地震作用对减振效果的影响,证明了减振技术能有效降低大跨空间结构在地震、风等动力荷载作用下的响应。最后介绍了减振体系在大跨空间结构中的工程应用,展现了减振技术在实际工程中的减振效果。此外,探讨了大跨空间结构隔震减振体系面临的主要问题和发展方向。在隔震减振元件研发方面,还需进一步研发可应用的三维隔震支座以及同时具有耗能能力、自复位能力、抗疲劳性能及可更换性的新型减振装置;在理论分析方法方面,还需继续开展试验研究,提出准确、简单、实用的理论分析和设计方法;在智能控制方面,主动控制和半主动控制等在大跨度空间结构中的研究应用相对较少,还需继续开发新型智能材料,优化智能控制算法,改善被动控制控制效果不理想的问题;在抗震韧性评估方面,还需进一步提出大跨空间结构隔震减振体系韧性提升技术,为大跨空间结构的安全运行提供理论支撑和技术保障。可为大跨空间结构隔震减振体系的深入研究和进一步应用提供有益的参考。     

云南隔震建筑与消能减振结构的发展研究

从隔震建筑、消能减振结构与传统抗震建筑对比出发,阐述了这些新技术的原理和国内外发展现状,并对云南省在这方面的研究发展进行了分析和讨论,分析表明,隔震建筑和消能减振结构在高烈度地震区能有效的保护人民的生命和财产安全。     

浅谈建筑结构的隔震、减振和振动控制

我国在《建筑抗震设计规范》中明确规定了隔震、消能等相关规范,关于建筑结构的抗震设计也会在国际上举行四年一次的会议,多种隔震体系应用和研究已成为地震工程中具有前沿性的研究专题。本文结合笔者自身多年的实践工作经验,重点阐述了建筑结构的隔震、减振和振动控制问题。     

叠层钢板橡胶垫的稳定性分析与强度验算

文中对叠层钢板橡胶垫隔震支座的抗压稳定性和强度验算方法进行了分析，并结合工程实例比较了常用计算公式的差异，指出了尚待改进的方向。文中得出的结果可供工程应用，亦可作为进一步研究的基础。     

建筑结构的隔震减振和振动控制分析

分析了建筑结构隔震与消能减振的原理,结合实际应用情况,对建筑结构振动控制技术进行了研究,以解决建筑结构抗震设计中出现的一系列问题,确保建筑物安全。     

串联复合基础隔震装置研究

阐述了基础隔震的基本原理与特性,分析了隔震体系的类型、特点及重要性。针对如何有效地降低地震灾害影响,减少建筑物倒塌的可能性,从建筑物消能隔震控制角度进行了深入的研究,提出了一种串联复合基础隔震装置,并申请了串联复合基础隔震装置专利,为实际工程应用提供了条件。     

惯性减振和基础隔震混合控制研究

隔震结构是最为常见的减震方式之一,通过设置隔震层可以有效减小上部结构的地震反应,但同时隔震层也将承担较大的位移反应,这往往成为隔震结构设计时的主要限制因素。通过在隔震结构上加装调谐质量阻尼器(TMD)可以在一定程度上减小隔震层的位移反应,但是其减震效果受到质量比的限制。基于此,本文拟对一种新型的惯性减振装置(旋转惯性双重调谐质量阻尼器(RIDTMD))和基础隔震混合控制结构进行地震作用下的响应分析。RIDTMD在传统的弹簧单元和阻尼单元外又加入了质量单元,利用质量单元的旋转惯性进行减震,从而实现较大的表观质量,使减震效率和鲁棒性均有所提高。以某8层基础隔震结构为算例,研究了RIDTMD对混合控制体系控制效果的影响,并对TMD与惯性减振装置在隔震结构中的减震效果进行了比较。     

建筑结构的隔震、减振和振动控制

为了提升建筑结构的安全性和稳定性,要对隔震和减振等工作予以重视,践行规范化管理方案,在满足安全应用性能的同时,实现经济效益、社会效益的双赢.本文分析了建筑结构的隔震和减振原理,并从被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制等方面具体讨论了建筑结构隔震、减振和振动控制技术.     

隔震与消能减振技术在大跨屋盖中的应用

结构振动控制的研究和应用在空间结构中的研究和应用较少,尚未形成系统理论。从隔震和消能减 振两个方面介绍其在大跨屋盖中的应用情况,可为工程设计提供参考。     

高地震烈度区火力发电厂主厂房设消能阻尼器结构性能分析

依托实际工程,利用ETABS和PKPM等结构计算软件,建立分析模型,研究高地震烈度地区火力发电厂钢筋混凝土结构主厂房设置效能阻尼器后抗震性能,进一步对经济造价进行对比。结果表明,设置阻尼器后,主厂房结构性能得到提高,造价降低,节省了投资。     

高层建筑耗能减震新体系概念与实现

本文在分析几种高层建筑结构体系抗震性能不足的基础上,给合当今耗能减震技术的发展,提出了高位转换耗能减震结构体系、带耗能减震层高层结构体系、巨型框架-耗能减震结构体系和天连耗能减震结构体系等几种高层建筑耗能减震结构新体系,并总结了这些耗能减震结构新体系的初步分析研究结果。研究结果表明:这几种新体系能明显改善结构的抗震性能,与传统抗震结构相比具有很好的优越性。最后,提出了这些新体系在实际工程中应用应解决的一些问题。     

摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用

介绍一种摇摆墙体系及其在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是采用特殊构造、底部具有一定转动能力和较大抗侧刚度的结构墙体,它能够有效控制结构在地震作用下的侧向变形模式,且能够以多种方式与消能减震装置结合,提高结构的耗能能力,进而提升结构整体的抗震能力。通过集中质量层模型的动力弹塑性分析研究了摇摆墙的刚度需求,介绍国际上首个采用摇摆墙体系抗震加固的11层钢骨混凝土框架结构实例,并对加固前后的结构抗震性能进行对比分析。结果表明,摇摆墙体系能够有效降低结构在不同地震动输入下的平均地震响应,且可显著减小结构地震响应的离散性,使结构的损伤模式和抗震性能更加易于控制。     

BuildOpt—a new building energy simulation program that is built on smooth models

Building energy simulation programs compute numerical approximations to physical phenomena that can be modeled by a system of differential algebraic equations (DAE). For a large class of building energy analysis problems, one can prove that the DAE system has unique solution that is once continuously differentiable in the building design parameters. Consequently, if building simulation programs are built on models that satisfy the smoothness assumptions required to prove existence of a unique smooth solution, and if their numerical solvers allow controlling the approximation error, one can use such programs with generalized pattern search optimization algorithms that adaptively control the precision of the solutions of the DAE system. Those optimization algorithms construct sequences of iterates with stationary accumulation points and have been shown to yield a significant reduction in computation time compared to algorithms that use fixed precision cost function evaluations.In this paper, we state the required smoothness assumptions and present the theorems that state existence of a unique smooth solution of the DAE system. We present BuildOpt, a detailed thermal and daylighting building energy simulation program. We discuss examples that explain the smoothing techniques used in BuildOpt. We present numerical experiments that compare the computation time for an annual simulation with the smoothing techniques applied to different parts of the models. The experiments show that high precision approximate solutions can only be computed if smooth models are used. This is significant because today's building simulation programs do not use such smoothing techniques and their solvers frequently fail to obtain a numerical solution if the solver tolerances are tight. We also present how BuildOpt's approximate solutions converge to a smooth function as the precision parameter of the numerical solver is tightened.     

新型摩擦阻尼器的研究及其在建筑结构振动控制中的应用

探讨了一种新型耗能摩擦阻尼器的耗能原理及其在建筑结构振动控制中的应用。研究表明,该阻尼器除具有传统阻尼器的优点外,还克服了传统摩擦阻尼器只能提供恒定的摩擦力的缺点。同时,该阻尼器还可以利用振源信号进行反馈控制,因此增大了耗能能力,提高了减振效果。有限元仿真分析证明,该新型摩擦阻尼器应用在建筑结构上具有较好的减振效果。     

Policy options towards an energy efficient residential building stock in the EU-27

The EU-27 residential building stock offers high potential for energy efficiency gains. The policies already in place or proposed to improve the energy efficiency and thus the environmental performance focus on new buildings and major renovations of existing buildings. However, there might be additional measures that could lead to further energy efficiency improvements. In particular, the installation of roofs or windows that show a high thermal efficiency outside major renovations offer a large improvement potential. In this study, the potential environmental and economic impacts of two types of such policy options were analysed: first, measures that require high energy efficiency standards when roofs or windows have to be replaced; and, second, measures that accelerate the replacement of building elements. The results suggest that the two policies offer the potential for substantial additional energy savings. In addition, the installation of energy efficient building elements comes at negative net cost. When the replacement of building elements is accelerated, however, the additional costs do not outweigh the energy cost savings.     

中国(大陆)耗能减震技术理论研究、应用的回顾与前瞻

本文回顾总结了我国（大陆）近三十年来耗能减震技术理论和方法的研究与应用进展，主要包括耗能减震装置的类型与性能、耗能减震结构的性态特征、耗能减震结构抗震、抗风分析与设计方法、耗能减震技术的工程应用及耗能减震技术标准等内容，分析了我国（大陆）耗能减震技术研究与应用中存在的问题，提出了发展耗能减震技术迫切需要解决的若干问题。     

A model predictive control optimization environment for real-time commercial building application

A model predictive control (MPC) environment is described. The environment integrates Matlab and EnergyPlus with a modified particle swarm optimizer to predict optimal building control strategies. A supporting framework is described which couples the environment to a building automation system, allowing real-time optimization considering operator overrides and updated weather forecasts. Challenges unique to integration with EnergyPlus for real-time optimization are discussed. Application of the environment is demonstrated in two simulation cases. First, the environment is used to determine hourly cooling set points minimizing daily energy cost for EnergyPlus's Benchmark Large Office building. Results suggest 5% cost savings during the study period. Second, the environment is used to determine hourly supply water temperature and circulator availability that minimize daily energy consumption for a small office building having a thermally activated building system (TABS). Compared to the base case, energy savings up to 54% are reported, with often improved occupant comfort.     

土–上部结构相互作用的实用分析模型研究

 讨论现有土–上部结构相互作用分析模型的优缺点,从工程应用的实际需要出发,建立土–上部结构相互作用的实用分析模型及分析方法：采用三维弹塑性杆系模型模拟上部结构,在基础底面放置水平、竖向及转动的弹簧和阻尼单元来模拟土与基础的接触作用,通过弹簧和阻尼参数的改变来模拟不同的场地等状况。用该种方法计算分析一个10层的独立基础钢筋混凝土框架结构,研究场地土剪切波速、上部结构刚度和地震动强度等因素对相互作用体系地震反应的影响,同时探讨各种情况下的结构地震能量反应规律。研究结果表明,对于独立基础钢筋混凝土框架结构来说,考虑相互作用后场地变软和上部结构刚度增大不一定使楼层顶层位移增大,但是软弱场地对结构起到一定的减震作用,并且增大上部结构刚度会使楼层剪力和弯矩有所增加;地震动作用下,上部结构刚度改变对能量的变化趋势影响很小,但是在不同影响因素下的结构阻尼耗能和结构变形能在体系能量的平衡中的作用都是主要的;改变地震强度时,不同的地震波对相互作用体系的能量的影响是不同的,阻尼耗能和结构变形耗能的作用会有所不同。     

Construction cost and energy performance of single family houses: From integrated design to automated optimization

The single family home market is facing increasing challenges in managing environmental issues. The required objective of building energy performance can be achieved by limiting extra cost, integrating building design, and using the most appropriate and readily available materials. However, standard computations, such as the French building energy code used here, require vocational expertise that involves managing separate processes and numerous design variables. The design is therefore restricted to well-known techniques, especially for small constructions. In this paper, the usual stakeholder constraints and possible developments in design practice are considered through the use of real product databases and vocational tools to calculate construction costs. In the first stage, which takes into account cost and energy demand, an integrated approach to building envelope design is detailed, including a semantic system to automate the process. Then an optimization method (a genetic algorithm) is proposed to assess energy performance and the cost of the building envelope. This process is illustrated as a case study for a single family house. The results highlight various optimal solution domains specific to the case study, which can be further managed through a decision support system.