九子台模拟地震振动台台阵系统及应用

地震模拟振动台作为结构抗震研究的重要试验设备之一,从20世纪60年代至今,经历了从线性到非线性、时不变到时变、模拟控制到数字控制、位移控制到加速度高级算法控制的发展过程。与此同时,随着经济、技术的飞速发展,以及抗震研究工作的进一步深入和广泛,地震模拟振动台台阵试验逐渐发展起来。本文介绍了目前国内外地震模拟振动台台阵试验系统的发展现状,重点介绍了九子台(1 m×1 m)积木式台阵系统的技术指标、结构原理,以及对利用该试验设备进行的重要试验,并提出了振动台台阵系统使用过程中值得关注的问题和需要改进之处。     

供热系统的最经济控制

本文提出供热系统最经济控制思路，并且提出了实现最经济控制的基本方法，介绍了最经济控制思想的实际工程应用。     

关于滞后广义系统的变结构控制的一个结果

运用变结构控制方法,研究了控制具有滞后的广义系统,得到了其闭环系统渐近稳定的一个结果,并给出了具体的数值例子     

分布式地震模拟振动台台阵控制器的硬件架构设计

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备。目前在振动台台阵控制器设计中,多采用单振动台的控制器或者移植于多通道液压伺服加载系统的设计架构,其性能难以满足复杂的多振动台控制算法运行的需要。文章以北京工业大学九子台地震模拟振动台台阵系统为应用对象,结合控制理论、数字芯片技术、传感器技术、计算机技术的发展现状,对多振动台控制器的硬件需求和系统功能进行了较全面的分析,提出了一种分层的分布式控制器硬件设计架构。详细阐述了该控制器的设计原理、主要软硬件组成以及对控制算法的支持。该研究工作可为地震模拟振动台台阵控制系统的研发和功能扩展提供参考,也可用于拟动力等结构实验设备控制领域。     

地震模拟振动台台阵控制技术的研究与发展

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备,其控制技术是国际范围内结构实验技术领域的重要研究方向。文章简要介绍了地震模拟振动台及多振动台台阵系统的历史发展和现状,以北京工业大学九子台台阵系统为例,对振动台台阵控制系统的功能、特点进行了总结和介绍,并重点分析和探讨了多振动台台阵系统控制技术的相关研究与发展。该研究工作对于开展振动台相关控制技术和振动台混合试验技术的研究具有一定的参考价值。     

设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀非平稳地震响应分析

针对设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,结合虚拟激励法,构建了均匀与非均匀非平稳地震响应的数值分析方法.首先,构造设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,通过扩阶方法建立结构动力方程;然后基于高效的虚拟激励法,获得了非均匀精细积分较一般精确格式;最后解出广义Maxwell阻尼耗能系统的均匀与非均匀非平稳地震响应...     

空调房间室温广义预测控制的仿真研究

简述了广义预测控制(GPC)的原理，建立了空调房间室温的CARIMA模型(即受控的自回归积分滑动平均模型)和基于该模型的空调房间室温广义预测控制系统。利用Matlab对该控制系统进行了仿真，并与常规PID控制进行比较，证明了广义预测控制可以应用于空调系统的控制过程，并能取得良好的控制品质和鲁棒性。     

用广义剪切变形参数分析超高层混凝土结构的层间变形

国内外规范均以限制层间位移角的方式来控制高层建筑的结构与非结构构件出现影响正常使用的裂缝与损坏 ,而最常见的弯剪型结构中层间位移角与结构及非结构构件受力状态的相关性较差。作者提出一个限制高层建筑层间变形的新参数———广义剪切变形 ,证明了其与剪力墙、柱、梁及填充墙等结构与非结构构件受力状态有很好的相关性 ,导出了广义剪切变形的计算方法及其与层间位移角的关系 ,并对竖向构件、框架区格与连梁的广义剪切变形限值分别进行分析与讨论。九幢超高层建筑算例表明 ,用广义剪切变形的参数分析超高层建筑的层间变形具有明显的优越性     

供热系统的最经济控制

本文提出供热系统最经济控制思路,并且提出了实现最经济控制的基本方法,介绍了最经济控制思想的实际工程应用。     

地震模拟振动台阵系统模型试验方法探讨

地震模拟振动台阵系统是国际上振动台试验研究和发展的方向,国内外科研单位和高校陆续引进地震模拟振动台阵系统,为拓展工程结构抗震研究空间、深化研究理论提供试验手段,特别是对于大跨度桥梁、生命线工程、大型机电设备等长线结构及大跨空间结构的抗震性能研究起到促进作用.由于可以同时提供多点地震激励作用,振动台阵系统试验的理论和方法不同于传统的单台振动台试验;通过振动台阵系统试验的模型设计与制作、地震波的选择和再现、试验步骤和震害观察与分析等几个方面对台阵试验方法进行了分析和探讨,并指明今后台阵试验方法的发展趋势.为振动台阵试验方法和试验理论的形成奠定基础,促进结构抗震试验理论和试验方法的发展.     

Optimization of Earthquake Energy Dissipation System by Genetic Algorithm

Numerous recent studies have assessed the stability and safety of structures furnished with different types of structural control systems, such as viscous dampers. A challenging issue in this field is the optimization of structural control systems to protect structures against severe earthquake excitation. As the safety of a structure depends on many factors, including the failure of structural members and movement of each structural node in any direction, the optimization technique must consider many parameters simultaneously. However, the available literature on optimizing earthquake energy dissipation systems shows that most researchers have considered optimization processes using just one or a few parameters applicable only to simple SDOF or MDOF systems. This article reports on the development of a multiobjective optimization procedure for structural passive control systems based on genetic algorithm; this research focused on systems that would minimize the effects of earthquake based on realistic structural responses considering plastic hinge occurrence in structural elements and three‐directional displacement in all structural nodes. The model was applied to an example of three‐dimensional reinforced concrete framed building and its structural seismic responses were investigated. The results showed that the optimized control system effectively reduced the seismic response of structures, thus enhancing building safety during earthquake excitations.     

防屈曲支撑在双层柱面网壳中的减震性能分析

防屈曲支撑是一种效果良好的减震装置,由于其"小震经济、中震不坏、大震易修"的优点,有望成为新型的高性能装置从而应用于大跨度空间结构振动控制中.以一50m跨度的双层柱面网壳为实例,采用非线性时程分析的方法研究了柱面网壳结构在加入防屈曲支撑后的轴力及位移减震效果,通过不同的时程输入及不同支撑布置方式,得出了合理的支撑布置方式,在最优的布置方式下,位移减震效果可达27%,轴力减震效果可达47%,可见防屈曲支撑在双层柱面网壳中的减震效果较为理想,从而可以将其推广应用于其他形式的大跨度空间结构.     

Robustness analysis of responses of vibration control structures with uncertain parameters using interval algorithm

Variations in system parameters due to uncertainties may result in system performance deterioration. Uncertainties in modeling of structures are often considered to ensure that control system is robust with respect to response errors. Hence, the uncertain concept plays an important role in vibration control of the engineering structures. The paper discusses the robustness of responses of vibration control systems with the uncertain parameters. The vibration control problem of an uncertain system is approximated by a deterministic one. The uncertain parameters are described by interval variables. The uncertain state matrix is constructed directly using system physical parameters and avoided to use bounds in Euclidean norm. The feedback gain matrix is determined based on the deterministic systems, and then it is applied to the actual uncertain systems. A method to calculate the upper and lower bounds of responses of the closed-loop system with uncertain parameters is presented. The upper bounds of responses can be used to estimate the robustness of responses of the controlled system with uncertain parameters. Two numerical examples are given to illustrate the applications of the present approach.     

FEM‐Berechnungen an geschweißten und gegossenen Knotenpunkten im Stahlbau

FEM‐analysis on welded or casted joints within steel constructions. The impression of filigrane steel structures is basicly influenced by the design of the joints. Among the pure economical aspects, the styling of the construction should play a big part during the design process. Harmonic transitions between the construction elements should be aimed without using node plates or top plate connections. Due to the concentration of forces joints usually are the most strained elements within the structures. Therefore the optimisation of the construction concerning the static utilisation is of utmost importance. The following article shows the possibilities and advantages of FEM‐analysis with some performed examples of framework and support joints.     

北美"轻型木结构"住宅建筑的特点

“轻型木结构”是北美住宅建筑的主要结构形式。本文介绍了这种结构形式在经济性能、施工安装等方面的优点,阐述了其屋面、墙体及楼面等结构体系的特点和构造方法,介绍了结构传力体系、主要采用的设计方法、防腐防火处理等,以期对中国“轻型木结构”住宅的建设起到一定的积极作用。     

框架结构填充墙体材料的合理选取

框架结构具有建筑平面布置灵活的特点,在高度不大的建筑中是一种较好的结构体系,同时也是目前使用的结构体系中最为常用的一种形式。在目前的情况下,框架结构建造高度不宜太高,以10层以下为宜。为研究不同的填充墙体材料对框架经济性能的影响,作者首先建立了目前常用的四种墙体材料下2层、4层、6层、8层、10层五种情况的框架结构模型,使用多级优化设计程序(MLOD)进行构件截面以及混凝土强度等级的优化,在所得到的优化模型的基础上进行钢筋、混凝土和模板费用的计算和统计,并在最终的经济分析中纳入四种墙体材料的建造费用,以得到最完整的造价分析资料。根据最终的建造费用得出了合理选取框架结构填充墙体材料的方法,为实际工程节省造价选择合理的填充墙体材料,提供了合理可行的建议和参考。     

Erdbebensicherung durch Structural Control

Earthquake protection by Structural control. Structural control concepts suitable for earthquake protection of buildings (like BI‐, HYDE‐, TENDON‐ and PAGODA‐systems) are based on rigid body mechanism that react favourably to earthquakes. Their motions are controlled by passive or semi‐active devices. They do not depend on mechanisms that occur “naturally” in conventional structures and therefore can be designed in a safer, more efficient and more economical manner. They are very versatile and offer big advantages, especially in retrofitting. Their application though requires a change in the basic approach to structural layout and analysis and the application of methods unfamiliar to structural engineers.     

Structural analysis and design assisted by testing of cold-formed steel structures

The technical and economical efficiency of cold-formed steel structures, which usually are of thin-walled sections, is strongly dependent on the ability of the designer to manage the instability problems and optimize the connection detailing associated with proper calculation models. Sometimes it is really difficult to control such types of problems by analytical calculation procedures. On this purpose, modern design codes give the possibility to apply design methodologies assisted by testing. This is, for instance, the case of EN1990 (Section 5 and Annex D) and EN1993-1-3 (testing procedures). The present paper, based on results obtained by the author and his research team, shows how test results can be used to solve and validate some complex problems of analysis and design of cold-formed steel structures, all of them being experienced by the author.     

水利枢纽GPS控制网的精度分析

介绍了水利枢纽GPS网的布设方法，阐述了GPS控制网的精度设计和精度分析过程，论述了水工建筑物的放样精度，以保证设计出经济、合理、高精度的GPS施工控制网。     

增强钢剪切板的周期性能、变形能力及刚度分析

剪切板在提高结构的抗震性能方面起了重要的作用,它们一般出现在薄钢板剪力墙或在偏心支撑框架结构的连接梁腹板处。剪切板的后期压曲能力、变形能力、能量损耗现在已经广泛地被结构工程师接受并在设计中考虑,以获得更经济的设计结果。通过对加强板和未加强板的对比可知,未加强板更易延展,而加强钢板具有很强的屈服区间,故导致了很高的能量损耗。鉴于这两种极端的情况,剪切板的最大延展性和能量消耗响应不可能同时拥有。在数值分析中对增强剪力板的极限强度的效果进行了分析,并研究了加强和未加强剪力板的循环性能。最后,对未加强板滞回曲线中较小的范围,研究了最佳增强效果需要提供的合理能量损耗和延展性。