巨-子型有控结构体系的可靠度分析及其优化

采用首次超越破坏机制,定义结构层间位移为极限状态控制指标,确定了基于概率密度演化方法的巨-子型有控结构体系的抗震动力可靠度的计算方法;基于可靠度并结合"等可靠度准则"对其进行优化。编制SAP2000与MATLAB接口程序将SAP2000中的分析结果带入到MATLAB中进行概率密度演化分析。结果表明:巨-子型有控结构在弹塑性阶段依然有很好的响应控制效果;巨–子型有控结构比巨型框架结构具有更高的抗震可靠度;经过优化后MSCSS的响应控制能力及可靠度都得到了显著提高。     

巨-子型青控结构体系的抗震动力可靠度结构优化研究

利用地震作用下巨-子型有控结构的动力响应特性,基于复模态理论,推导了在随机地震激励下的均方响应表达式;采用变形准则定义了巨-子型有控结构的极限状态,根据首次超越机制,并基于串联可靠度模型建立了在给定地震动下的条件动力可靠度计算方法.通过一个巨-子型有控结构计算实例,证明此方法计算简单,易于工程应用.结果表明:附加柱是结...     

巨-子型结构体系参数变量研究

本文探讨了巨-子型结构体系的工作原理。以某结构方案为例,采用有限元分析软件对巨-子型结构体系建立了空间相互作用模式下的杆系模型,研究了子结构与主结构的刚度比、子结构与主结构的主频率比对该结构体系控制性能的影响。结果表明:通过合理选择子结构的结构参数,可以较好地控制主结构和子结构在地震作用下的位移和加速度响应。通过对结构进行优化设计,最大限度地挖掘该结构体系的控制效果,为工程实际应用提供可靠的理论基础。     

结构主动控制的两个准最优算法

本文提出了结构主动控制的两个准最优控制——阵维控制和状态重构控制的具体解法.对基于瞬时最优控制的这两个算法进行了仿真分析,且与瞬时最优控制进行了比较.     

支撑柱刚度对新型有控结构的风振响应研究

针对一种带附加支撑柱的新型巨-子型有控结构(MSCS),建立了随机脉动风载下的动力方程,基于复模态理论,推导了MSCS在随机风载激励下的协方差函数、位移及加速度均方响应表达式;通过频域分析,讨论了附加支撑柱刚度比对MSCS风振响应的影响规律及其机理,对结构时域内的风振分析验证了频域分析的结论.研究结果表明:在子结构顶层和巨型粱结构层之间设置支撑柱,不仅能解决巨型梁的大跨度问题,而且能减小子结构的位移和主、子结构的加速度响应,当附加柱刚度大于一定值时,结构响应变化不大.工程设计时应综合考虑控制效果和安全性,选择合适的附加支撑柱刚度比.     

子结构质量对MSCS的控制效果分析

建立了随机脉动风载下巨-子型有控结构(MSCS)的动力方程;基于复模态理论,推导了MSCS在随机风载激励下的协方差函数、位移及加速度响应功率谱和均方响应表达式;讨论了子结构质量对MSCS控制效果的影响。     

基于LQR控制算法的输电塔风振控制研究

采用谐波叠加法,模拟了输电塔塔顶脉动风速时程曲线及风荷载时程.介绍了LQR控制算法的原理,利用MATLAB语言编制了LQR控制算法的程序,并对一输电塔模型结构在风荷载作用下的控制效果进行分析,结果表明,LQR控制方法可以有效地减小输电塔的风振响应,说明LQR控制方法是一种比较理想的减震方法.     

脉动风下巨子型有控结构参数研究

对脉动风作用下影响巨子型有控结构动力响应的两个重要参数:附加阻尼和子结构刚度进行联合研究。分别研究了脉动风作用下有、无附加阻尼时,巨、子结构动力响应随子结构刚度变化的规律,并分析了附加阻尼在巨子型有控结构中的作用。通过三维曲面图,立体地描述附加阻尼与子结构刚度共同影响巨、子结构动力响应的规律,研究了两参数的内在关系。结果表明:附加阻尼能促使巨、子结构动力响应随子结构刚度变化的规律趋于一致,并能进一步提高巨子型有控结构抗风振能力;安装附加阻尼且刚度比RD在0.5附近时,巨、子结构动力响应最大;附加阻尼存在优化值,但该优化值不随子结构刚度变化而有明显改变。因此实际设计中,选择最优附加阻尼时可以不考虑刚度因素,但必须避开刚度不利区间。     

基于LQR控制算法的输电塔风振控制研究

采用谐波叠加法,模拟了输电塔塔顶脉动风速时程曲线及风荷载时程。介绍了LQR控制算法的原理,利用MATLAB语言编制了LQR控制算法的程序,并对一输电塔模型结构在风荷载作用下的控制效果进行分析,结果表明,LQR控制方法可以有效地减小输电塔的风振响应,说明LQR控制方法是一种比较理想的减震方法。     

大跨度连体高层结构时域子结构振动控制研究

通过在子结构中设定控制目标,通过引入大质量法在时域提出了子结构LQR控制算法。数值模拟在一大跨度的连体高层结构中进行,控制效果的对比表明,提出的子结构控制算法可以达到与传统控制算法相当的控制效果,同时相较传统算法,时域中的子结构LQR控制算法其需要的反馈信息传感器个数和控制方程维数都将大大减小,从而可以在很大程度上提高计算效率和实时控制效果。     

巨-子结构减震体系基于能量的参数优化分析

建立了巨-子减震结构体系简化模型的运动方程,推导了结构弹性变形能等效速率功率谱。结构在随机地震激励下,分别以巨-子结构底层主结构弹性变形能和等效两自由度体系下部结构弹性变形能最小为优化目标,对比分析其最优参数以及减震系数。结果表明,质量比较小时减震机理表现为TMD质量调谐,质量比较大时为基础隔震,而中间区域为层间隔震。最后,通过减震系数的对比,体现了巨-子减震结构具有更好的鲁棒性。     

土木结构振动控制中的时滞影响分析

时滞是振动控制过程中的较普遍的现象,时滞不仅降低控制系统的性能,严重时会导致系统失效。针对此实际问题,本文对时滞反馈系统的主动控制方法进行了研究,由单自由度系统入手,进而得出系统最大允许时滞量的解析确定方法。     

应用主动/被动混合型调频质量阻尼器的振动控制设计

要保证高层建筑结构在动荷载作用下的正常使用,一个价廉而高效的方法是对高层建筑和高耸结构采用振动控制的方法。为此提出了一种主动／被动混合型调频质量阻尼器的振动控制设计方案,计算机仿真控制的结果表明,此方案对减少结构的振动反应具有十分良好的效果。     

基于动力可靠性约束的基础隔震结构抗震优化控制设计研究

对基础隔震结构的抗震优化设计往往以结构隔震效果指标为优化目标函数,对隔震装置的参数取值进行优化,而这种常规的优化方法无法反映出结构参数和作用荷载两者之一的随机性对结构优化设计的影响。基于可靠性的结构优化设计是在常规优化方法基础上发展起来的一种全新的结构优化设计方法,它的基本思路产生于结构可靠性理论与数学规划方法的有机结合。在结构可靠性优化中,将对结构的可靠性要求作为追求的目标或限制条件,运用最优化方法寻求结构在概率意义下的最佳设计。基于以上分析,提出了以结构最大位移响应的期望值为目标函数,控制装置响应的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法进行优化求解的基础隔震结构抗震优化控制设计方法,最后给出了算例分析。     

基于粒子群算法的桁架结构优化

粒子群算法(PSO)是一种基于种群智能的优化算法。由于其具有快速收敛和操作简单等特点,粒子群算法在工程、经济管理等诸多领域均得到广泛应用,成为近年来智能计算领域研究的新热点。首先介绍粒子群算法,进而提出对于惯性权重进行线性变化。利用改进的粒子群算法对实际工程桁架结构进行尺寸优化以提高经济效益,并提出合理的参数设置。数据对比分析结果表明,改进的粒子群算法对于桁架结构尺寸优化设计是可行的。     

基于遗传算法的钢框架优化设计

根据结构优化设计的基本流程,以最轻重量为目标函数,以杆件截面积为设计变量,以现行规范中的强度、刚度、位移限值为约束条件建立了钢框架的优化模型,采用遗传算法结合工程实例进行分析,证实该方法在结构优化设计中的可行性,可供设计参考。     

小型实用结构健康在线监测系统的研制及应用

在工程应用的基础上 ,介绍小型实用结构健康在线监测系统的设计原理、过程实现和某些关键性的技术细节。实践证明 ,小型实用结构健康在线监测系统使用范围广 ,布置灵活方便 ,采用数码化处理技术 ,抗干扰能力强 ,结果稳定可靠 ,保密性好 ,并能在危险环境下正常工作 ,基本上不受时间和距离的影响 ,能进行长期有效的监测 ,与国外同类产品相比 ,成本低廉 ,性能优良 ,具有广阔的推广应用前景。     

基于鱼群算法的耦合地震作用下钢结构-控制系统协同优化设计

鉴于目前土木工程的结构抗震优化设计方法尚未考虑到结构设计与控制设计之间的耦合相关性,极有可能丧失系统最优解,故运用协同优化策略对钢结构与控制系统进行一体化设计。首先建立耦合地震作用下含磁流变阻尼器(MRD)的运动方程,采用瞬时最优控制策略对其进行地震响应控制;进一步建立钢结构和MRD的优化模型,采用鱼群算法处理结构和MRD的多目标优化问题。优化结果表明:经协同优化设计后的受控结构性能优于串行设计的;耦合地震作用的优化结果稍大于只考虑水平地震作用的。     

昆明城市空间结构发展的句法研究

利用空间句法轴线地图模型的整体集成度、局部集成度、可理解度三个关键参数,分别对昆明不同年代现状图和总体规划图进行定量分析,得出空间句法能够动态地体现空间结构演化过程、敏感地把握空间结构转变时刻、准确地预测城市发展方向及完整地呈现城市内部结构变迁的结论。通过与总体规划确定的规划重点和空间结构对比,句法分析能够找出1982年昆明空间规划存在违背发展趋势、1996年空间规划丧失昆明结构调整时机的问题,体现了空间句法在城市空间结构演变中显著的应用价值。根据空间句法对昆明城市空间结构发展的分析,对未来城市空间结构优化提出加强区域协调发展、推行多中心建设、体现历史文化名城特色和完善慢行交通体系的规划策略,引导城市空间结构可持续发展。