多层剪切型房屋在地震作用下的可靠性分析

本文是以地震地面运动影响结构物反应的最本质的工程特征——地震烈度来进行地震地面运动等级的划分作基础而提出的在地震作用下多层剪切型房屋可靠性分析的基本方法。文中根据给定地区某一地震烈度的地震地面运动发生的频度建立了此烈度等级地震地面运动发生次数的概率函数。并在把地震地面加速度模拟为高斯平稳随机过程,取多层剪切型房屋(高宽比<4)的第一振型作为考虑结构连续工作概率的出发点的基础上,提出了结构在某一烈度等级地震地面运动作用下不发生破坏概率的计算方法。据此,本文得到了所有可能烈度等级地震地面运动作用下多层剪切型房屋的可靠性函数公式,初步解决了多层剪切型房屋在地震下的可靠计算问题。     

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.     

用位移递归法对剪切型框架结构进行过程分析

采用位移递归法对高层建筑剪切型框架结构的水平地震作用下的弹性和弹塑性时程分析的可行性进行了探讨;并通过算例与数值方法Ｗｉｌｓｏｎ－θ法作了比较并得出了可行的结论;同时将剪切型框架结构在水平地震介绍了弹性和弹塑性时程分析结果与振型分解反应谱法和底部剪力法的结构进行对比分析并行出了相应结论。     

建筑结构离散变结构控制的模糊趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制在实际系统中应用的突出障碍。基于模糊控制的优点,文中采用了一种含有模糊趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。给出了确定切换面的方法,并推导了控制律的表达式。文中以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时达到了削弱控制系统抖振的目的。     

用位移递归法对剪切型框架结构进行时程分析

采用位移递归法 (DRM法 )对高层建筑剪切型框架结构的水平地震作用下的弹性和弹塑性时程分析的可行性进行了探讨 ;并通过算例与数值方法Wilson -θ法作了比较并得出了可行的结论 ;同时将剪切型框架结构在水平地震作用下的弹性和弹塑性时程分析结果与振型分解反应谱法和底部剪力法的结果进行对比分析并给出了相应结论     

基础滑动隔震体系地震反应分析

分析了多自由度剪切型结构隔震体系在基础固定及基础滑动时的自振特性；用二自由度隔震体系作为等代体系来模拟多自由度隔震体系的非线性地震反应；对等代体系输入天然地震波进行了大量的计算，建立了隔震体系在罕遇地震作用下的反应谱。     

基于模态空间的建筑结构滑模控制研究

为了减少建筑结构滑模控制系统的在线计算量,保证其控制效果.基于模态空间的相关理论,采用仅控制少量模态的滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.给出了确定切换面的方法,并基于指数趋近律设计了相应的控制律.以一个多层剪切型建筑结构模型为例来验证控制方法的有效性,算例数值分析结果表明,所提出的滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且有效地降低了控制系统的在线计算量.     

结构离复位控制直接法的研究

针对传统控制算法通常难于处理结构控制系统在地震激励下的非线性行为、时变特征和参数不确定性这一难题,提出了一种基于离复位控制策略的直接法,可在相平面上通过网格划分设计控制力,这种控制方法可用于不同的控制系统．同时,通过数值算例分析了一个各层均设有主动拉索控制系统的3层剪切型结构的地震反应控制问题．研究结果表明,直接法的控制效果略优于LQR,而且无需建立控制系统的精确模型就可有效实施控制,验证了它的可行性和有效性．     

建筑结构的准滑模控制研究

结合饱和函数和继电特性连续函数的优点,提出了含饱和函数的指数趋近律形成的控制律和含继电特性连续函数的指数趋近律形成的控制律。基于这两种控制律,采用准滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。以一个多层剪切型建筑结构模型为例验证所提控制方法的有效性,算例数值分析结果表明,所提出的准滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且在控制参数ε值较大的情况下,控制系统的抖振很小。     

建筑结构离散变结构控制的组合趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制方法应用于土木工程结构振动控制中的突出障碍。为了能较好地解决离散变结构控制的抖振问题,采用了一种含有组合趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。依据所采用的组合趋近律推导了控制律的表达式,并且针对最大控制力受到限制时的情况,引入了饱和控制方法。以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的离散变结构控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时控制系统的抖振很小,从而保证控制系统具有稳定的性能。     

钢筋混凝土框架—摩擦剪力墙结构的减震控制设计

钢筋混凝土框架—摩擦剪力墙是一种良好的减震结构。本文应用现代控制理论提出了小震时控制其所有摩擦剪力墙不滑动,框架和墙体处于弹性阶段,大震时控制其摩擦剪力墙滑动耗能(墙体仍为弹性),但框架变形不超过减震要求(如开裂,轻微破坏等)的减震控制设计方法。计算实例表明,由此所得的框架-摩擦剪力墙结构,其减震效果完全符合设计减震要求。     

含不同高度窗下墙的预制剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制装配式剪力墙结构中窗下墙高度对结构抗震性能的影响,本文设计了含有不同窗下墙高度的剪力墙结构模型.采用PKPM和ETABS软件分别验证和研究了结构在小震下的设计指标和大震下的抗震性能.PKPM软件小震分析结果表明,本文设计的含有不同高度窗下墙的剪力墙结构分析模型,能够满足规范中的各类设计指标;窗下墙高度的增加会增大结构的刚度.ETABS软件弹塑性Pushover分析结果表明,随着窗下墙高度的增加,结构在大震下的层间位移角有所减小;并且窗下墙高度变化,会影响结构中剪力墙损伤的分布.     

随机结构地震响应的TMD控制

讨论了随机结构地震响应的TMD控制及其优化问题。借Gegenbauer多项式逼近法,首先把随机结构-TMD系统转化为等效的确定性扩阶系统,然后用演变随机响应统一解法求其随机响应。引进响应面法来建立结构随机响应与TMD参数之间的近似关系式,通过优化得到随机结构响应的最优TMD控制系统。算例证实,最优TMD可最有效地控制结构的总体响应,且对随机结构的每一个样本都有很好的控制效果。所以说,最优TMD控制具有鲁棒性。     

SRC框架结构变形能力抗震可靠度分析

分析了SRC框架结构基于变形能力的抗震可靠度,分别阐述了多遇地震作用下结构弹性层间位移限值和罕遇地震作用下结构弹塑性层间位移限值的计算方法,基于M ATLAB编程得出结构弹性层间位移、结构弹性层间位移限值、结构弹塑性层间位移和结构弹塑性层间位移限值的概率分布类型及统计特性。结合实例,讨论了SRC框架结构变形能力抗震可靠度指标与结构强度设计和结构延性设计的关系。另外,推导了SRC框架柱截面抗剪刚度和截面抗弯刚度的计算公式,采用刚度折减系数简便地实现了弹塑性层间剪切刚度的计算。最后,指出“强剪强弯”的概念设计对提高SRC框架柱极限变形能力十分重要。     

带TMD结构的大阻尼比复振型叠加反应谱法

为了对具有非对称质量矩阵、非对称刚度矩阵和非经典大阻尼矩阵特征的带TMD结构进行更精确并便于工程应用的抗震设计,用大阻尼比复振型叠加设计反应谱法进行了地震响应及效应分析.用复模态法对非经典方程进行解耦,得到了结构地震响应的时域表达式,根据解的复共轭特征和欧拉变换,进一步把地震响应表示为一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,再根据反应谱理论并考虑大阻尼比转换就可以求解带TMD结构基于设计反应谱的地震响应和效应并进行抗震设计.通过一个算例来说明大阻尼比复振型叠加设计反应谱法的应用,计算结果表明:带TMD结构有较好的减震效果.     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

基础平动结构随机地震响应的解析解

对单自由度基础平动结构随机地震响应问题进行了系统研究。针对结构运动方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度的情况，用复模态法解耦，获得了结构地震响应的解析解。该方法可推广到非平稳随机地震响应分析，也可用于基础隔震、带TMD减震和加层减震等结构的随机地震响应分析与优化设计。     

摆式电涡流TMD-钢框架结构的耦合计算方法与减震分析

摆式电涡流TMD作为一种新型阻尼器,多用于人致振动和风振控制,较少应用抗震工程,也缺乏较好的计算方法。为研究摆式电涡流TMD的减震性能及合理的质量比μ_m,根据摆式电涡流TMD的力学特性,提出一种基于联合仿真的耦合计算方法,根据现行建筑抗震设计规范,分别建立了5、10、20层钢框架结构模型,设计了5组不同μ_m的摆式电涡流TMD,并采用提出的耦合计算方法,对摆式电涡流TMD钢框架结构模型进行了动力时程分析,得到了罕遇地震作用下结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度与μ_m的关系曲线,并与无TMD结构的地震响应进行了对比。研究结果表明：提出的耦合计算方法可行且有效,摆式电涡流TMD可有效降低钢框架结构的地震响应,当μ_m为3%时较为合理。其中,20层钢框架结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度分别减小26.5%、20.9%、4.3%、7.3%。     

剪力墙抗震能力设计措施有效性的校验与改进

为研究有效的剪力墙抗震能力设计措施,引导其在强震中实现可控的预期破坏模式,通过理论分析指出目前剪力墙能力设计措施存在的问题,通过精细有限元动力时程算例分析,校验了中国规范剪力墙能力调整措施的有效性;提出了改进措施,并进行了算例验证。结果表明,在刚性地基假定下中国2001版抗震规范抗弯能力调整措施使得剪力墙底截面在大震下弯曲延性需求过大、竖向承载力丧失,而底部延性加强区其他部位不易屈服,现行规范采用的抗剪能力措施不能有效避免底部加强区以上楼层剪力墙剪切失效;提出的抗弯和抗剪能力设计措施经算例验证是有效的。     

基础隔震与TMD混合控制系统减震效果分析

对基础隔震结构附加TMD组成的混合控制系统的抗震性能进行研究。计算了不同地震波作用,不同参数组合下的结构响应,对不同工况下的隔震层位移和加速度峰值进行了比较,分析了系统参数对减震效果的影响。研究结果表明,附加TMD可以减小隔震结构的地震响应,但不同地震波作用下减震效果不够稳定。增大TMD质量比可以提高减震效率,TMD阻尼比对减震效果影响较小。