基于混合控制的建筑结构抗震性能分析

论文摘要

结构被动控制基础隔震以其不需要输入外界能量,设备简单,易于实现等优点被广泛应用到工程实践中；MR磁流变阻尼器以其所需外加电流小,对结构控制力相对较大多年来备受科研工作者们的关注；近年来迅速发展的质量调谐减震控制技术（TMD）由于其无须对结构采取传统的如加设构件、增大构件截面面积、增强刚度、配筋等加强措施,减震控制效果明显,易于实现,已作为一种有效的结构振动控制措施受到学术界及工程界的重视,并已广泛应用到国内外实际工程中。每种控制方法各有利弊,多种控制方法的结合对结构控制效果如何成为本文研究的重点。本文以一栋6层钢筋混凝土框架结构为对象,在其基础设置叠层橡胶支座,上部结构各层设置磁流变阻尼器,在结构顶层设置TMD控制质量块,对此混合控制结构进行研究,并用matlab软件分析了基础隔震-MR-TMD混合振动控制在EL-Centro波地震作用下结构的反应,以此对不同抗震体系性能加以分析比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 结构振动控制的发展概状
• 1.2.2 结构振动控制方法分类
• 1.2.3 结构振动控制常用装置及应用
• 1.2.4 混合控制的国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 第2章 基础隔震与MR阻尼器混合控制系统
• 2.1 引言
• 2.2 叠层橡胶基础隔震
• 2.2.1 叠层橡胶隔震简介
• 2.2.2 叠层橡胶支座的构造原理
• 2.2.3 叠层橡胶基础隔震结构地震反应模型
• 2.2.4 不同支承条件下的结构运动方程
• 2.3 叠层橡胶基础隔震控制系统的地震响应分析
• 2.3.1 基础隔震结构计算模型
• 2.3.2 基础隔震结构地震作用下的运动方程
• 2.3.3 非比例阻尼体系动力响应分析
• 2.3.4 叠层橡胶基础隔震控制系统仿真
• 2.4 MR阻尼器
• 2.4.1 磁流变液
• 2.4.2 磁流变阻尼器的结构和工作原理
• 2.5 MR阻尼器控制系统的地震响应分析
• 2.5.1 MR阻尼器结构计算模型
• 2.5.2 MR控制系统地震作用下的振动方程
• 2.5.3 MR阻尼器的选取
• 2.5.4 MR阻尼器控制算法
• 2.5.5 MR阻尼器控制系统仿真
• 2.6 叠层橡胶基础隔震与MR混合控制系统地震响应分析
• 2.6.1 叠层橡胶基础隔震与MR混合控制结构计算模型
• 2.6.2 叠层橡胶基础隔震与MR混合控制地震作用下的振动方程
• 2.6.3 叠层橡胶基础隔震与MR混合控制系统仿真
• 2.7 本章小结
• 第3章 TMD与基础隔震混合控制系统
• 3.1 引言
• 3.2 TMD控制系统
• 3.2.1 TMD参数对结构振动特性的影响
• 3.2.2 TMD结构参数的选取
• 3.3 TMD控制系统的地震响应分析
• 3.3.1 TMD控制结构计算模型
• 3.3.2 TMD控制下结构地震反应方程
• 3.3.3 TMD结构的时程分析
• 3.3.4 TMD控制系统仿真
• 3.4 TMD与叠层橡胶基础隔震混合控制系统的地震响应分析
• 3.4.1 TMD与叠层橡胶基础隔震混合控制结构计算模型
• 3.4.2 TMD与基础隔震控制下结构地震反应方程
• 3.4.3 TMD与基础隔震混合控制系统仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 分离式MR-TMD混合控制系统
• 4.1 引言
• 4.2 分离式MR-TMD混合控制系统简介
• 4.3 分离式MR-TMD混合控制系统的地震响应分析
• 4.3.1 分离式MR-TMD结构计算模型
• 4.3.2 分离式MR-TMD混合控制下结构地震反应方程
• 4.3.3 分离式MR-TMD混合控制系统仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 基础隔震—MR—TMD混合控制系统
• 5.1 引言
• 5.2 基础隔震-MR-TMD混合控制系统的地震响应分析
• 5.2.1 结构计算模型
• 5.2.2 基础隔震-MR-TMD混合控制下结构地震反应方程
• 5.2.3 双线性恢复力模型
• 5.2.4 基础隔震-MR-TMD混合控制下结构地震反应仿真
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢