文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
建筑结构利用磁流变阻尼器减震的优化设计
姓名:贝伟明
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:李宏男
20060601
摘要利用阻尼器进行振动控制的方法可以有效减小结构体系在地震作用下的振动反应,这种振动控制的效果取决于控制系统本身、控制算法、阻尼器在结构中的布置位置以及激励荷载等方面。磁流变阻尼器是一种智能型驱动装置,在土木工程中具有很好的应用前景,因此本文以磁流变阻尼器半主动控制装置为对象,针对其动力学模型,控制算法,在结构中的位置寻优等做了以下几方面的研究工作:晗缸凼隽舜帕鞅渥枘崞鞑问ρP偷难芯肯肿矗治隽烁髦帜P偷挠湃点,对如何设计充分发挥磁流变阻尼器在不同电压下耗能能力的控制策略进行了探讨:晗缸凼隽舜帕鞅渥枘崞骺刂撇呗缘难芯肯肿矗治隽烁髦挚刂撇呗缘挠湃钡悖:呒刂破饔τ玫酱帕鞅渥枘峤峁沟姆治鲋校圆慵湮灰坪退俣任J淙氡量,以磁流变阻尼器的控制电流为输出变量,实现了对结构的全态智能控制:越瓿鱿值募钢肿枘崞饔呕贾梅椒ń辛思蛞=樯埽岢鲆恢只诟慕糯算法和等效二次型性能指标的位置优化方法,并绘出一个磁流变阻尼结构优化设计步骤,最后通过一慵羟锌蚣芩憷橹ち吮疚奶岢龅淖枘崞鞯挠呕贾梅椒ㄊ羌虻プ既而有效的;。分析了结构扭转反应对角柱平动位移反应的放大作用;晗竿频剂似慕峁沟目刂屏ψ饔梦恢镁卣螅陨柚昧舜帕鞅渥枘崞鞯钠慕峁进行仿真分析,并将基于改进遗传算法和等效二次型性能指标的位置优化方法以及优化设计步骤推广到偏心结构中,取得了很好的效果。关键词:磁流变液阻尼器;优化设计;模糊控制;遗传算法;偏心结构大连理工大学硕士学位论文
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髀结构振动控制的重要意义结构振动控制研究概况众所周知,地震是地球上最大的自然灾害之一。而我国是世界上地震灾害最严重的国家。其特点是地震区域广阔而分散,频繁而强烈。地震基本烈度纫陨系厍婊全部载的人类历史上地震灾害最严重的一次是年陕西华县兜卣穑劳蛴嗳恕6澜缃蟮卣鹬校劳鲎疃嗟囊淮问月日河北唐山级地展,,共死亡人数约蛴嗳恕F渲次发生在中国,占%,.%,也是世界上最多的。地震给中国人民带来了沉重的灾难。这几个世界之“最”足以说明,在中国这样一个人口大国,做好抗震防灾工作的重要意义。地震中财产的重大损失和人员伤亡的主要原因是由建筑物的倒塌所造成的口】。从上个世纪年代开始,我国高层建筑与高耸结构迅速发展。到目前为止,我国已建成数千幢高层建筑与高耸结构,这些高层建筑投资大多在几千万元到几十亿元,而且存%以上位于地震区。高层建筑大多位于人口密集的城市,它们一旦遭受破坏将会造成巨大的经济损失和人员伤亡,其后果不堪设想。因此,作为城市主要灾害的风灾、震灾对建筑结构的破坏作用,越来越引起了人们的重视。随着建筑结构的高柔化、轻质化,使得其在风荷载和地震作用的作用下更易产生振动和大幅变形乃至破坏。因而,如何减少这两种荷载尤其是地震作用对结构的破坏作用,即减小结构的振动反应,成为工程结构抗震领域重要的研究课题之一。传统的设计方法是通过增加结构的刚度和变形能力的方法来减小结构的振动。但由于经济条件及建筑材料物理性能的限制,以及地震作用的不确定性,使得传统的设计方法不能很好地解决建筑结构的安全问题。二十世纪七十年代初,学者们开始研究在建筑结构上设置控制装置的方法,以减小结构的振动反应。可以说,结构振动控制为工程结构的抗震研究与设计开辟了一个新的途径。振动控制技术的研究早在二十世纪初始于机械工程,而后发展到航空航天和运输工程。年代日本学者提出了结构变刚度减振概念【浚琈岢隽酥鞫刂频卣反应和动力智能建筑的思想。这些给人们以启示:结构附加非线性元件可以减轻结构的振动。
构振动控制的概念保4戳私峁拐穸刂蒲芯康男碌睦锍獭H嗄昀矗峁箍刂拼控制理论、实验研究、装置开发到工程应用都取得了很多丰硕的成果。结构振动控制技术是以结构动力学、现代控制理论等科学为基础,以液压自动控制技术、系统参数识别技术、计算机采集技术等为技术手段,研究如何利用设置在结构上的控制系统,主动或被动地施加给结构控制力,从而达到控制结构反应的目的,是一门新淖酆涎Э疲峭聊竟こ讨械母呖萍剂煊颉=峁箍刂剖腔鞫慕峁苟圆撸峭木结构工程发展的一个新的里程碑。结构振动控制已成为土木工程结构研究的热点和前沿,吸引