文档介绍：摘要
在设计结构控制体系的时候,结构工程师往往假设基底是固结的,这样做
在地基刚度比较大时是可行的,而在软弱地基时则不一定合理。本文的研究目
的就是为了移除这些假设,考虑土一结构动力相互作用对结构控制的影响。论
文的主要工作如下
首先,简要回顾了结构控制技术和土一结构动力相互作用理论的发展状况,
提出了考虑土一结构动力相互作用的结构控制抗震分析的必要性。然后,对三
种控制体系在时域中的运动方程、控制状态方程和控制率做了进一步推导,即
主动调频质量阻尼器控制系统、多点被动调频质量阻尼器控制系统和半主动磁
流变阻尼器控制系统。并通过数值仿真分析了一个层结构在受到
八度的波激励时的动力响应,比较了三种控制措施的控制效果。
其次,应用间接边界元法推导了埋置基础的动力刚度矩阵,建立了考虑土
一结构动力相互作用后,无控结构在频域中的运动方程,并分析了上述结构在
受到同样的地震激励时的动力响应,指出了考虑相互作用对结构动力特性的影
响。在此基础之上,采用子结构法利用叠加原理,通过傅立叶变换,分别推
导出了上述三种结构控制体系在频域中的运动方程、状态方程和控制率。然后,
通过数值仿真分析了上述结构分别在三种结构控制措施作用下,受到同样的地
震激励时的动力响应。通过对结果的比较,研究了土一结构动力相互作用对三
种结构控制措施的影响。
最后,本文得出结论第一,由于土的存在,使整个结构一土体系的基频
降低,导致基于结构频率设计的主动调频质量阻尼器控制系统和被动调频质量
阻尼器控制系统失效。第二,考虑土一结构动力相互作用后,半主动磁流变阻
尼器控制系统的控制效果得到进一步的增强。所以,不考虑相互作用有可能造
成经济上的浪费总之,当对建立在软土地基上的结构进行结构控制设计时,
考虑土一结构动力相互作用是必要的。
关键字结构控制,土一结构动力相互作用,主动调频质量阻尼器,被动调频
质量阻尼器,半主动磁流变阻尼器
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学位论文作者签名导师签名
签字日期心刀吟石月日签字日期尹。作月,日
天津大学硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论
结构控制概述
概述
随着我国社会主义现代化建设的发展,建筑业己经成为对国民经济发展
起制约作用的支柱产业,越来越多的高层、超高层建筑,高耸结构随之出
现。与此同时,建筑结构也不断复杂化、多样化。如上海东方明珠电视塔
是亚洲第一、世界第三高塔上海的金茂大厦是目前中国第
一、世界第三的高层建筑楼。随着新世纪的进程,改革开放的深入,我国
还将建造更多更高的超高层建筑和高耸结构。
随着建筑物高度的不断增加,其对结构技术就提出了更高的要求。尤其
是在建筑物经受灾难性的地震时,如何能够保持结构不被破坏,或者即使
破坏也不会倒塌,是一个急待解决的问题。地震和风给人们带来了严重的
灾害。采取经济、高效、可靠的措施减小地震和风荷载造成的损失,已经
成为科学家和工程师热衷研究的课题川。如何能够减小地震灾害是一个需要
结构工程师深入考虑的课题。摆在面前的有两种途径一种是提高结构本
身的性能另一种是减轻地震时结构的峰值反应
传统的建筑结构抗震体系都是采用提高结构本身的性能来减轻地震灾
害的。比如增加构件的尺寸,采用高强材料等由于地震作用的大小和方
向的随机性,而且传统的抗震结构又不具备根据外荷载进行自我调节的能
力,所以结构在经历地震时的安全性就难以得到保障随着楼层的增高,
结构的复杂化,提高结构性能就要付出更大的经济代价,而且这种付出的
效果是难以预料的。随着社会的发展,人们对建筑物抗震设计的安全性和
适用性提出了更为严格的要求。因此,研究更加安全、经济、可靠的结构
抗震方法是目前工程结构抗震领域所面临的主要课题之一。近三十年来发
展起来的结构控制理论是解决这一问题的一种较好方法,它能有效的减小
地震所带