基于多目标遗传算法的框架-核心筒-钢桁架伸臂结构中伸臂层数量及设置位置分析

由于钢桁架伸臂体系的优点,其在框架-核心筒高层结构体系中被大量使用,然而伸臂层在高层结构中的数量和布置问题对高层结构的性能有着至关重要的影响.在已有简化模型及某一高层结构案例的基础上,运用多目标遗传算法,以结构顶点位移及筒底弯矩为两个目标函数,进行优化设计并得到可供设计者选用的帕雷特解集.另外,应用Matlab开发了基于多目标遗传算法的优化程序.结果表明,与常规设计不同,优化程序最终可给出多个初步设计方案供业主对比及选择.业主主动参与设计机会增加,可提出满足约束条件甚至高于约束条件的性能指标要求,较好地体现了基于性能设计的思想.     

有限元模型修正的虚拟拉直算法

在拉直算法的基础上,提出了一种新的有限元模型修正方法.拉直算法主要适合于模型修正模型中的约束方程不出现矛盾方程的情况,而对于出现矛盾的约束方程,修正效果可能会很差,其主要原因是修正变量较少,这也导致了拉直算法不适合于含高阶实验模态数据的修正.因此,为了避免矛盾方程的出现和获得可行的修正模型,提出增加带宽的方式(即附加虚拟元素)以增加未知变量的个数,并提出了虚拟拉直修正方法,该方法可有效地修正含高阶模态的实验模态数据.最后以一个平面框架结构为例来说明本文方法的可行性.     

基于LQR控制算法的建筑结构最优主动控制

以含主动控制系统的框架结构为研究对象,根据振动控制理论和线性二次型(LQR)最优控制算法,建立仿真模型,推导系统微分运动方程,确定控制系统参数,设计控制力,研究建筑结构减震情况。以一栋8层框架结构为仿真实例,计算结果表明,本文方法减震效果良好。     

基于TMD技术的高层建筑结构振动控制研究

传统的建筑结构抗震设计方法是利用结构本身物理特性来保证结构具有一定的强度、刚度和延性。在强震地区或结构所受的动力荷载超过某种程度后,这种抗震手段很难达到预期的效果。TMD技术是确保地震过程中建筑结构安全性的另一种有效方法之一。本文根据振动控制理论,推导运动方程,建立仿真模型,设计TMD系统各参数。最后,以25层建筑结构为实例,计算结果表明本文方法减震效果明显。     

岩石钻孔振动与声波频谱特性实验研究

岩石钻孔过程中产生的振动和声波信号中蕴含着丰富的岩性信息,尚未得到深入研究和充分利用。笔者设计了室内振动测试系统,针对花岗岩、汉白玉、青石、加气混凝土等典型岩土材料实施了钻孔实验,采集了钻孔振动和声波信号数据,提取了反映岩石性质的特征信号,揭示了典型岩种的钻柱振动频谱特征。在研究方法上,尝试将频率分段后求各频段的平均幅值,从而方便观察频域内整体变化趋势,将趋势线作为模式用以识别岩性,收到良好效果。研究成果有助于揭示岩体物理力学性质对钻柱振动与声波特性的影响机理,有利于施工地层地质情况的精细探查,具有一定的理论价值与工程价值。     

新型磁流变智能隔震器的动态力学性能试验与模型研究

为了设计制作基于土木建筑结构振动控制的新型磁流变智能隔震器,对隔震器设计的关键技术、隔震器的动态力学性能试验及模型的参数识别进行了研究。研究结果表明:磁流变胶工作缸、磁流变弹性体工作缸分别具有高频抗冲和低频减振特性,即在高频、小振幅情况下,具有小阻尼、低动刚度的特性,从而克服传统隔震器出现的刚度硬化现象;在低频、大振幅时,具有大阻尼、高动刚度的特性,从而具有更大阻尼力,具有可进行位移控制的优势;通过对隔震器采用基于单轴模型的智能隔震器动态力学模型进行参数识别,得到了与试验结果相吻合的新型磁流变智能隔震器的力学模型。     

变截面框筒结构中最优伸臂层位置研究

针对带钢桁架伸臂层的等、变截面框筒结构,运用遗传算法对伸臂层的最优位置进行了研究。同时,使用Matlab语言编制了基于遗传算法的最优位置优化设计程序。另外,文中对比分析了基于不同优化目标函数(结构顶点位移、层间位移角)与不同形式水平荷载(均布、三角形、抛物线形)的优化结果。最后,以一个高度为260m的带钢桁架伸臂层框筒结构为例,给出了相关的优化结果与结论,成果可为类似工程初步设计提供借鉴。     

含TMD-TLCD的高层建筑结构振动混合控制研究

作为结构抗震主要手段之一的TMD和TLCD技术,因具有良好的调谐特性而被广泛研究,但把两者结合起来进行振动控制的研究还较少。把此两种控制技术结合在一起可以有效地利用楼顶部的水箱而达到减轻TMD的质量。本文以TMD-TLCD混合控制为研究对象,在建筑物采用多自由度的前提下,详细推导了系统的振动方程。此外,还考虑到TLCD中含有非线性,本文采用了等价线性化原理进行了处理,并分析了其误差。最后,以12层建筑结构为实例,计算结果表明本文方法减震效果明显。