粘弹性阻尼器控制高层建筑地震响应的研究

用拟力实模态叠加法对粘弹性阻尼器控制下的高层建筑地震响应进行了分析，依据最优耗能原则，确定了粘弹性阻尼器在建筑中的最优位置。编制了时程分析程序，以算例验证了粘弹性阻尼器对高层建筑地震响应控制的有效性和最优位置的合理性。     

地震作用下粘弹性阻尼器对于桥梁碰撞控制分析研究

由于地震作用引发的结构碰撞响应,会产生结构很严重的破坏。本文选用粘弹性阻尼器（VED）对隔震桥梁的被动控制,通过结构碰撞控制分析模型,建立桥梁状态方程。通过Matlab语言编程,运用Simulink仿真系统,研究隔震桥梁在不同地震作用下的碰撞控制效果,并对粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器的参数进行分析。     

粘弹性阻尼器多高层隔震结构随机响应分析

从随机过程的平稳性角度来看,随机过程模型可以分为平稳和非平稳两类模型。为了研究一般线性粘弹性阻尼耗能隔震多层结构的非平稳响应,采用拉氏变换与数学推导的方法获得结构传递矩阵的表达式,分别针对2种平稳地震激励和3种非平稳地震激励模型,获取结构响应解析表达式,建立了一般线性粘弹性阻尼耗能隔震结构平稳与非平稳响应的解析分析法。算例分析结果表明:阻尼器参数变化过程中,阻尼器对同一结构在非平稳和平稳激励下的结构响应控制效果变化趋势相同,且控制效果均良好。     

基于分布参数模型的相邻结构阻尼器减震参数分析

采用剪切梁模拟两相邻结构、弹簧单元和阻尼单元并联模型模拟粘弹性阻尼器力学性能,基于复模态理论,求解阻尼器连接的相邻结构的动力特性指标.并采用Clough-Penzien白噪声模型作为地震激励,求解减震结构的地震响应,分析阻尼器刚度、阻尼以及结构基频之比等参数对减震效果的影响.结果表明,相邻结构间设置阻尼器为结构体系提供了附加阻尼比,减小了结构地震反应.基于结构总振动能量最小获得阻尼器最优刚度及阻尼,为相邻结构减震的初步参数设计提供了理论上的依据.     

积分型粘弹性阻尼器耗能结构瞬态响应的精确解

为建立积分型粘弹性阻尼器耗能结构的精确设计方法,对单自由度结构在任意激励和非零初始条件下的时域瞬态响应精确解进行了系统研究。首先采用线性粘弹性阻尼器的一般积分型精确分析模型,用微分积分方程实现了单自由度结构的时域非扩阶精确建模;然后采用传递函数法,直接在耗能结构非扩阶空间上获得了变频耗能结构在任意激励和非零初始条件下位移与速度时域瞬态响应的解析表达式;最后,基于此精确解得到了结构在平稳Kanai-Tajimi谱随机地震激励下响应方差的解析表达式。通过与扩阶复模态法结果的对比分析,验证了所获精确解的正确性和简易性,表明建立了适用于单自由度积分型粘弹性阻尼器耗能结构的优效解析方法。     

设置粘弹性阻尼器的结构地震反应时程分析的几个问题

本文分析了一般结构和设置粘弹性阻尼器的结构非线性地震反应的动力方程 ,指出了两种动力方程形式上的差异和时程分析过程方面的差异 ,并对设置粘弹性阻尼器的结构非线性地震反应时程分析的一些特殊问题提出了处理办法     

设有新型耗能支撑的双层球面网壳减震分析

为改进现有摩擦阻尼器的减震性能,将大尺寸形状记忆合金弹簧(Shape Memory Alloy spring,SMA spring)和摩擦装置复合使用,提出了一种形状记忆合金弹簧—摩擦复合阻尼器(SMA spring-Friction Hybrid Damper,SFHD)。基于SMA螺旋弹簧和摩擦装置的力学模型,建立了SFHD的恢复力模型。进而,将上述新型阻尼器用作双层球面网壳结构的耗能支撑,采用ABAQUS软件建立了整体结构的有限元模型,对该结构进行了多维地震作用下的非线性时程计算,对比分析了受控结构与无控结构的动力响应特征。研究结果表明:强震作用下受控结构中的新型减震支撑耗能作用显著,可有效降低结构的地震响应。     

粘弹性阻尼器用于结构减震时的空间布置研究

以结构顶层各点在地震荷载的作用下的最大位移Smax和最大加速度acmax作为结构减震效果的评价函数，通过使用ansys软件研究了粘弹性阻尼器的空间布置对建筑结构减震效果的影响，得到粘弹性阻尼器较优的空间设置方案，使得在相同数目的粘弹性阻尼器的条件下，达到更好的减震效果．     

新型磁流变阻尼器及其在结构振动半主动控制中的应用

应用磁流变阻尼器对结构振动进行控制，对磁流变阻尼器的力学模型进行了介绍，并设计了磁流变阻尼器的结构参数；基于现代最优控制理论的半主动控制方法设计了控制器，数值计算结果表明：采用磁流变阻尼器对结构振动进行半主动控制，在输入El-Centro波，Taft波及人工地震波时，可使受控结构的各层位移响应的控制效果超过50％，能够有效地减小结构的地震反应。     

粘弹性阻尼器对高层建筑减震效果分析

利用粘弹性阻尼器经济性能、减震性能良好的特点,将其加入一不满足层间位移限值要求的高层建筑中,并利用工程分析软件SAP2000对其进行多遇地震作用下的减震效果分析,分析结果表明,阻尼器的加入使结构的动力特性发生了改变,并有效消减了结构的动力响应峰值,使结构的层间位移满足了规范要求。     

LQR算法对粘弹性阻尼器参数的优化设计

鉴于粘弹性阻尼器(VED)对结构减震控制的局限性,采用等效刚度和等效阻尼的力学模型,对VED的参数优化问题进行了研究。基于LQR的最优控制算法,提出一种以VED控制下结构的振动响应去逼近最优控制下结构振动响应的VED参数优化的新方法,通过对一个加入VED的3层混凝土框架结构进行动力响应数值分析,得出结论：本文方法是相对简单的;所提出的VED参数优化方法能够使结构动力响应得到有效的控制,该方法的控制效果与采用最优控制算法的计算结果较为接近,验证了该方法的有效性;利用上述方法优化VED参数,对结构进行振动控制,虽然无法达到全状态最优增益反馈控制力的主动控制效果,但经过优化后的动力反应逼近最优控制算法的结果。该方法为VED在结构减震控制方面取得更好的减震效果提供了理论参考。     

近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析

利用锈蚀钢筋混凝土柱的滞回试验结果,验证钢筋混凝土构件中锈蚀模型的正确性;利用钢筋混凝土框架的振动台试验结果,验证用OPENSEES程序进行钢筋混凝土结构非线性动力分析的可行性.在此基础上,从PEER地震数据库中选取了30条地震记录,采用OPENSEES建立弹塑性有限元动力分析模型,对钢筋锈蚀的钢筋混凝土桥墩在远场地震、近场非脉冲地震和近场脉冲地震作用下的性能进行非线性时程分析,研究桥墩柱在三类地震作用下的反应,以及钢筋锈蚀对结构地震响应的影响.针对近场脉冲地震对结构进行增量动力分析(Incremental dynamic analysis,IDA),得到结构的IDA曲线和近场地震作用下钢筋锈蚀对结构抗震性能的影响.分析结果表明,在考虑钢筋锈蚀因素时,近场脉冲地震对结构抗震性能影响最为显著,在结构抗震设计中应引起注意.     

钢筋混凝土结构建筑群震害快速预测方法

为对地震灾后的建筑物进行快速灾害评价与预测,建立了钢筋混凝土框架结构的震害类比预测方法.通过灰色关联度分析,选取对混凝土框架结构抗震性能影响较大的5个影响因子,基于结构薄弱层层间位移角的统计分析,得到各抗震性能影响因子的属性值;再通过熵权法计算各震害影响因子的权重;最后应用相似度加权计算公式计算不同混凝土框架结构的相似度,从而对群体混凝土框架结构的震害进行快速评估.为验证所提方法的有效性及可靠性,选取典型混凝土框架结构进行震害预测并与有限元分析结果进行比较.所提方法仅需从房屋普查资料中获取主要影响因子的信息,即可对钢筋混凝土结构群体进行快速、准确的震害预测.     

北川县联社框 架结构地震倒塌机理分析

钢筋混凝土框架结构地震倒塌造成了大量人员伤亡和经济损失。采用基于MSC.Marc有限元软件开发的THUFIBER程序,以汶川地震中整体倒塌的北川县联社为研究对象,进行框架结构地震倒塌研究。通过动力时程分析得到结构在地震作用下的破坏表现为层失效模式,具体失效层为结构底部一、二层和上部通层。利用ATC-63推荐的22条地震记录对结构进行增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA),得到结构的抗倒塌储备系数约为4.4,结构发生完全倒塌时的平均最大层间位移角约为1/22。     

RC框架结构Pushover方法的保证率和适用性研究

以7层钢筋混凝土平面框架结构为例,通过统计分析不同地震烈度、不同场地条件、不同地震分组的平面框架在不同抗震设防水准条件下的Pushover分析性能点的概率分布,探讨Pushover分析方法的保证率和适用性.研究表明,Pushover分析方法是一种静力弹塑性分析方法,不适用于结构弹性抗震性能评估.     

汶川地震的震害引发的对建筑结构体系的思考

汶川地震造成了巨大的人员伤亡和经济损失。文章概述了建筑物破坏情况,由此总结出砖混结构的房屋损毁最为严重,而钢筋混凝土框架结构也有较严重破坏。通过历史震害记录表明,钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小,钢结构具有优秀的抗震性能。建议应大力推广钢结构体系在我国的应用,特别是在学校、医院等公共建筑及办公楼、住宅中的应用。     

高层建筑粘弹性阻尼器的优化设置

采用遗传算法（GA）来确定在被动控制高层建筑中每一层阻尼器合适的安装数量。根据阻尼器的耗能特性及建筑规范对抗震结构的要求来设计评价函数。其中选取了建筑物各层在整个反应时程加速度响应的方均根值、建筑物顶层位移响应的最大值、阻尼器的数量、及阻尼器的耗能情况来分别考虑高层建筑的震动控制、位移控制、经济性和各层阻尼器的工作性能。通过理论分析和仿真计算表明,用这种方法能得到一种在被动控制高层建筑中阻尼器分布的优化设置方案。     

钢筋混凝土框架结构地震失效模式优化

地震作用下钢筋混凝土框架结构薄弱部位易发生损伤破坏,从而引起结构失效,针对结构的失效模式进行优化有利于提高结构的抗震性能.为此,以结构构件、结构层以及结构整体的损伤准则为约束方程,采用以结构构件损伤值相等为目标的优化设计方法,通过二次开发的钢材和混凝土的弹塑性损伤本构模型,应用纤维单元模型对强震作用下钢筋混凝土框架结构的失效模式进行了优化.以12层钢筋混凝土框架结构Benchmark模型为例,对双向El-Centro地震动作用下结构各构件的抗震性能进行优化,并对优化前后结构的动力响应和损伤发展进行分析,结果表明最优结构损伤集中得到有效的控制,结构各层损伤分布更加均匀,结构整体损伤减小,结构的抗震性能得到明显提高.     

粘弱性阻尼器在控制高层钢结构建筑地震反应的应用

研究了用于控制高层钢结构建筑地震反应的粘弹性阻尼器（VED）设计方法。首先建立支撑杆的单元复刚度矩阵,求解结构等效阻尼比,在此基础上,进行阻尼器参数设计,提出了适合于一般钢结构的设计方法和适合于剪切型钢结构的简便方法。然后以－12层高层钢结构为例,验证了阻尼器对高层钢结构建筑地震反应控制的良好效果。     

设置外廊柱的中小学教学楼抗震性能研究

针对四川汶川地震中单跨带悬挑梁的框架结构布置形式的中小学教学楼破坏倒塌的现象,采用静力弹塑性(push-over)分析方法,对比分析了单跨悬挑结构和设置外廊柱结构的钢筋混凝土中小学教学楼在罕遇地震作用下的抗震性能.对比分析结果表明,在遭遇相同的罕遇地震作用下,设置外廊柱的教学楼抗震性能明显优于无外廊柱的教学楼,并且有比较高的安全储备.最后提出了对中小学教学楼结构设计的一些建议.