薄弱层设置VED的钢框架模型振动台试验研究

对薄弱层设置粘弹性阻尼器(VED)支撑的钢框架进行了地震模拟振动台试验研究.试验中设计制作了一个五层钢框架模型,对纯钢框架结构、仅设钢支撑的钢框架结构及第一层、第三层和第五层分别设置粘弹性阻尼器支撑的结构进行了罕遇地震和多遇地震下的振动台模拟试验,并与有限元分析结果进行了对比.结果表明,粘弹性阻尼器能够有效控制结构的地震反应,但罕遇地震下的减振效果较多遇地震下的减振效果有所降低.     

新型金属-摩擦阻尼器混凝土框架抗震性能分析

针对传统屈曲约束支撑在多遇地震下不能屈服耗能的问题,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种串联式受力体系的新型金属-摩擦阻尼器及其耗能减震结构,以实现结构在多遇地震下屈服耗能目的。以新型金属-摩擦阻尼器框架为研究对象,借助SAP2000软件,进行多遇和罕遇地震作用下的性能分析,并将其与无控框架和传统屈曲约束支撑框架的抗震性能进行对比分析。结果表明,对比于传统屈曲约束支撑结构,新型金属-摩擦阻尼器框架结构在多遇地震下,呈现出更小的楼层位移、层间位移角、顶层加速度和顶层位移。     

基于耗能构件的大悬挑钢结构消能减震性能分析

以某大悬挑钢结构为实例进行分析,将屈曲约束支撑、黏滞阻尼器等两种减震装置引入结构减震之中,运用SAP2000有限元分析软件建立减震模型。通过弹塑性时程分析方法对大悬挑钢结构进行消能减震分析,对多遇及罕遇地震作用下两种减震装置在不同布置形式、不同布置位置时的减震效果进行对比分析和探讨。结果表明：通过布置屈曲约束支撑或黏滞阻尼器,可以有效减小大悬挑钢结构在地震作用下的最大层间位移角,其中屈曲约束支撑在罕遇地震下减震效果更好。黏滞阻尼器在多遇地震下减震效果更好;在多遇和罕遇地震作用下,两种减震装置均在V型布置时减震效果最优,单斜撑次之。减震装置布置在结构下部耗能能力最强。综合分析表明,黏滞阻尼器在V型布置时在多遇地震作用下即可实现耗能,为结构提供较大附加阻尼,减震效果最好。     

剪刀型SMA阻尼器在钢结构减震中的应用

为了将SMA用于结构减隔震,对剪刀型SMA阻尼器进行了优化设计,对其计算模型进行了简化和分析.用有限元模拟方法计算了装有SMA剪刀型阻尼器的9层钢框架结构,在多遇和罕遇地震下的地震响应;探索了阻尼器角度参数对减震效果的影响.结果表明,剪刀型SMA阻尼器具有良好的减震效果,适当调整角度参数可满足不同结构的抗震设计要求.     

设置F-Ved建筑结构空间协同工作控制研究

根据粘弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自的特点，提出一种新型粘弹性－摩擦阻尼器（F－Ved）耗能装置，推导了粘弹性－摩擦阻尼器和人字型支撑的阻合层间单元刚度矩阵和控制力向量；并基于框架结构的空间特性，建立了设置（F－Ved）框架结构在考虑空间协同分析的基础上地震反应时程分析的控制方法，应用此方法，对设置F－Ved的钢筋混凝土框架结构进行了在罕遇地震和多遇地震作用下的时程分析，并根据计算结果与其减震效果进行了分析讨论。     

GPC和LQR算法在压电摩擦阻尼隔震结构中的应用

将压电摩擦阻尼器与叠层橡胶垫组成可控隔震系统,根据压电摩擦阻尼隔震系统的特性选择了线性二次型最优控制（LQR）和广义预测控制（GPC）作为整套隔震系统的控制算法,并将半主动控制算法作为控制输出策略;用时程分析法对结构的动力反应进行对比,验证了其隔振效果。结果表明：无论是多遇地震还是罕遇地震,这种隔震体系都可以大大降低结构的地震反应,其中各楼层加速度反应减小75％以上,层间位移减小70％～80％,结构的位移反应主要集中在隔震层;该控制算法大大降低了隔震层的位移,改善了控制效果。     

设置摩擦阻尼器的钢框架模型振动台试验研究

设计制作了一种活塞式常摩擦力阻尼器，并进行了理论分析，在此基础上设计制作了一个5层钢框架模型，在其第1层、第3层和第5层薄弱层分另11设置摩擦阻尼器支撑，进行了罕遇地震和多遇地震下的振动台试验。试验结果表明，摩擦阻尼器能够有效地控制结构的地震反应。     

设置FVD的底部薄弱层结构振动台试验研究

根据新型粘弹性-摩擦阻尼器(FVD)的耗能特点和底部薄弱层结构动力特性,提出通过对底部薄弱层结构设置FVD,达到对底部薄弱层结构抗震加固的目的.为了验证该方法的抗震控制效果,设计制作了带有底层薄弱层的五层钢框架模型,在其底层薄弱层设置FVD支撑,进行了罕遇地震和多遇地震下的振动台试验.试验结果表明,FVD支撑能够有效地控制结构的地震反应.     

神经网络算法在弹性限位浮筏系统中的应用

具有弹性限位器的浮筏隔振系统受冲击后,在运动的过程中会发生限位器接触状态的不断变化,由于接触位形的多样化,因此寻求一种快速决策限位器接触状态的算法是非常必要的。本文在建立含有接触力的弹性限位浮筏系统的动力学方程的基础上,利用高斯原理构造目标函数,求出神经网络状态方程,给出网络参数。通过神经网络算法对含有多个限位器的弹性浮筏系统的限位器接触状态进行决策,使得接触计算得以实现,同时还可以大大地减少CPU时间。最后通过计算分析,得到对工程有指导意义的结论。     

设置粘滞阻尼器的超高烟囱减震控制研究

根据悬挂式钢内筒烟囱结构的特点,提出了在烟囱结构止晃点处设置粘滞阻尼器的消能减震方法。采用有限元软件SAP2000分别建立了传统的烟囱结构模型和设置粘滞阻尼器的烟囱结构模型,进行了模态分析、多遇和罕遇地震作用下时程分析和地震反应谱分析。结果表明,提出的在各止晃点设置粘滞阻尼器的方法对烟囱结构具有较好的减震控制效果,烟囱结构的基底总剪力、平台层水平位移、混凝土外筒顶点位移和加速度均有明显减小。为同类超高烟囱抗震设计提供了一种新的消能减震设计方法。     

考虑支座破坏影响的防止落梁装置地震响应

为了合理设计防止落梁装置,应用考虑支座破坏影响的非线性动力计算方法研究了防止落梁装置的地震响应.分别比较了防止落梁装置的不工作长度、装置的刚度、地震强度、地震波波形、梁端与桥台之间的地震碰撞对装置承受最大地震荷载的影响.结果表明,不工作长度的增加可以降低防止落梁装置承受的最大地震荷载.梁端与桥台之间的地震碰撞可让桥台分担部分地震荷载,但是撞击力对桥梁的安全性带来不利的影响.提高防止落梁装置的刚度不利于装置和桥梁结构的设计.防止落梁装置应具备承受梁体重量以上的承载能力.     

应用SMA绞线——叠层橡胶支座的底层框架砌体隔震

研究基于SMA绞线-叠层橡胶复合支座的底层框架砌体结构隔震理论和方法,建立了底层框架砌体结构在隔震体系中的动力方程,同时分析一典型底层框架砌体结构在地震作用下结构的时程反应。研究表明,SMA绞线-叠层橡胶复合支座是一种有效的隔震装置,它用于底层框架砌体结构中,能有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,使底层框架砌体结构的地震响应明显降低。     

导管架式海洋平台Pall型摩擦阻尼控制研究

笔者考虑几何非线性,首次提出了适用于海洋平台结构的Pall型摩擦阻尼器的一种新型应用方式,对安装Pall型摩擦阻尼器的不同坡度的等腰梯形框架进行了有限元分析,采用ANSYS程序对该Pall型摩擦阻尼器的滞回特性和力学特性进行了详细的分析.分析结果表明安装Pall型摩擦阻尼器能有效减小动荷载作用下的最大位移,并且大大提高框架的耗能能力,证明了这种新型Pall型摩擦阻尼器与原Pall摩擦阻尼器具有同样的耗能能力.最后,将这种摩擦阻尼器放置在海洋平台结构中,分析了此种摩擦阻尼器在海洋平台结构中的减震效果.     

Horizontal shaking table tests and analysis on structures with multi-dimensional earthquake isolation and mitigation devices

The viscoelastic multi-dimensional earthquake isolation and mitigation device is a new kind of passive control device, which has both earthquake isolation and earthquake mitigation abilities. In order to quantify the horizontal earthquake isolation and mitigation effect of this device on structures, shaking table tests on structures with and without the devices and the corresponding analysis on earthquake isolation and mitigation properties are carried out. It can be shown from the experimental and analytical results that the device has both earthquake isolation and earthquake mitigation effects on structures in horizontal direction, and its horizontal earthquake mitigation coefficients can be referred to those of the rubber bearing earthquake isolation structure. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50508010), the Jiangsu Province Natural Science Foundation (Grant No. BK2008282), the Program for New Century Excellent Talents of the Ministry of Education in China, the Program for Jiangsu Province 333 Talents and the Project-sponsored by SRF for ROCS, SEM     

建筑结构地震反应的智能隔震控制

研究了ER／MR阻尼器和隔震垫组成的智能基础隔震地结构地震反应的半主动控制方法，智能基础隔震系统中ER/MR可调阻尼器能够有效地改善被动基础隔震系统的性能，保护基础隔震系统因过大的水平变开而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点，建立了基于瞬时最优控制的半主 动控制策略，仿真计算表明智能基础隔震系统不仅能够减小上部结构的地震反应，还能够有效地保护隔震系统的变形，是一种性能非常优异的智能控制系统。     

层间隔震框架结构抗震性能分析

阐述了隔震支座的力学性能,推导了隔震系统的动力平衡方程,利用大型有限元软件SAP2000在7度罕遇EL-Centro地震波作用下对隔震层置于底层、三层及八层柱顶的层间隔震框架结构进行动力时程分析,包括楼层位移、剪力和加速度,并对计算结果与传统抗震结构进行比较分析。研究结果表明,层间隔震具有良好的隔震效果,但隔震层位置的高低对层间隔震的减震效果有较大的影响,隔震层位置越低,减震效果越明显。     

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。     

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力，利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能，研制了一种SMA自复位隔震阻尼器，并将其与叠层橡胶垫联合应用，提出了一种新的自复位隔震装置．为了验证这种新型隔震装置的有效性，文中根据SMA材料的热力学本构关系，建立了有关热力学非线性方程的求解方法，并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究，提出了相应的力学分析和计算模型，同时依据剪切型层模型理论．编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序，进行了一些工程实例的计算分析．研究结果表明，这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响，而且还具有很好的震后自复位能力，为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础．     

局部隔震对结构鞭梢效应的控制作用

提出了一种局部隔震结构模型,建立了其振动方程,通过时程分析研究了鞭梢效应对主体结构和塔楼的影响,并利用局部隔震措施来控制鞭梢效应．研究表明,用增加塔楼刚度的方法来抑制鞭梢效应会使主体结构的地震响应增加,而通过在主体结构和塔楼之间设置隔震装置进行局部隔震,不仅能有效地抑制鞭梢效应,还能够大幅度降低主体结构的地震响应,且主体结构的地震响应减小约40％．