工程结构减振控制

土木工程研究生系列教材序

前言

第1章概述

1．1抗震设计理论的发展

1．2抗风设计理论的发展

1．2．1近地风研究现状

1．2．2钝体空气动力学研究进展

1．2．3结构风致振动研究进展

1．3结构减振防灾新对策与抗震抗风新技术

1．4结构隔震的概念及其隔震机理

1．5结构减振控制的概念及其减振机理

1．6结构抗震、隔震和减振控制的对比分析

第2章风荷载及结构风振响应分析

2．1风荷载的模拟

2．1．1顺风向平均风荷载

2．1．2顺风向脉动风荷栽

2．1．3横风向脉动风荷载

2．2结构脉动风振响应的频域分析

2．2．1顺风向振动分析

2．2．2横风向振动分析

2．3结构振动响应的时域分析

第3章地震作用及结构地震响应分析

3．1地震波的选择

3．2人造地震波的模拟

3．2．1三角级数方法

3．2．2ARMA模型仿真方法

3．2．3地震动功率谱密度函数

3．3结构地震响应分析

3．3．1时程分析方法

3．3．2振型分解反应谱法

第4章结构状态方程及其最优控制

4．1状态方程

4．1．1状态变量与状态方程

4．1．2多自由度体系状态方程

4．1．3线性定常系统状态方程的解

4．2最优控制的变分法

4．2．1变分法求解最优控制

4．2．2黎卡提(Riccati)矩阵微分方程

第5章结构基础隔震技术与隔震装置

5．1基础隔震的历史发展和现状

5．2基础隔震技术分类

5．2．1橡胶垫基础隔震系统

5．2．2滑移基础隔震系统

5．2．3混合基础隔震系统

5．3建筑隔震橡胶支座

5．3．1构造与分类

5．3．2建筑隔震橡胶支座的形状系数

5．3．3建筑隔震橡胶支座的竖向性能

5．3．4建筑隔震橡胶支座的水平性能

5．3．5建筑隔震橡胶支座的相关性能

第6章基础隔震结构地震反应及特征

6．1基础隔震结构分析

6．1．1隔震层分析模型

6．1．2隔震系统的参数

6．1．3隔震系统地震反应分析

6．2线性隔震系统动力反应及隔震层刚度和阻尼的确定

6．2．1线性隔震系统的动力方程

6．2．2隔震层刚度和阻尼的确定

6．3双线性隔震系统地震反应

6．3．1双线性隔震系统的动力分析

6．3．2双线性隔震系统地震反应特征

6．4并联基础隔震系统地震反应特征与隔震层参数的优选

6．4．1并联基础隔震系统的动力模型

6．4．2并联基础隔震系统地震反应的一般特征

6．4．3并联基础隔震系统隔震层参数的优选

6．5基础滑移隔震结构地震反应分析

6．5．1隔震层动力分析模型

6．5．2滑移隔震系统动力分析模型

6．5．3工程算例

第7章结构基础隔震设计

7．1基础隔震结构概念设计

7．2基础隔震结构设计的要求与方法

7．3基础隔震结构地震作用计算

7．3．1等效侧力法

7．3．2时程分析法

7．4隔震层设计

7．4．1隔震层的布置

7．4．2隔震层受压承载力验算

7．4．3隔震支座位移验算

7．4．4隔震支座弹性恢复力和抗风装置验算

7．4．5隔震结构抗倾覆验算

7．4．6构造措施

7．5上部结构设计

7．5．1上部结构截面抗震验算

7．5．2上部结构变形验算

7．5．3上部结构的构造措施

7．6下部结构和地基基础设计

7．7橡胶垫基础隔震算例

第8章结构减振技术与减振装置

8．1结构减振控制技术的发展与现状

8．2结构减振技术的分类

8．3金属阻尼器

8．3．1金属阻尼器的分类、构造及减震原理

8．3．2金属阻尼器的力学模型

8．3．3安装有金属阻尼器结构的分析方法

8．3．4工程应用

8．4摩擦阻尼器

8．4．1摩擦阻尼器的种类、构造及减震机理

8．4．2摩擦阻尼器的力学模型

8．4．3加入摩擦阻尼器结构的分析方法

8．4．4工程应用

8．5粘弹性阻尼器

8．5．1粘弹性阻尼器的构造、性能与特点

8．5．2粘弹性阻尼器的力学模型

8．5．3加入粘弹性阻尼器结构的分析方法

8．5．4工程应用

8．6粘滞流体阻尼器

8．6．1粘滞流体材料的特性和耗能原理

8．6．2粘滞流体阻尼器的构造、性能与特点

8．6．3粘滞流体阻尼器的计算模型

8．6．4加入粘滞流体阻尼器结构的分析方法

8．6．5工程应用

8．7粘滞阻尼墙

8．7．1粘滞阻尼墙的构造及减振原理

8．7．2粘滞阻尼墙的力学模型

8．7．3粘滞阻尼墙的分析方法

8．7．4工程应用

8．8形状记忆合金阻尼器

8．8．1形状记忆合金的特性

8．8．2形状记忆合金的本构模型

8．8．3形状记忆合金阻尼器及其力学模型

8．8．4安装有形状记忆合金阻尼器的结构分析方法

8．9磁流变阻尼器

8．9．1磁流变体的力学性能

8．9．2磁流变阻尼器的构造、性能与特点

8．9．3磁流变阻尼器的力学模型

8．9．4加入磁流变阻尼器结构的分析方法

第9章结构消能减振设计

9．1概述

9．1．1结构消能减振机理

9．1．2结构消能减振体系的分类

9．1．3消能阻尼器的分类

9．2结构消能减振的概念设计

9．2．1消能减振结构的适用范围

9．2．2消能减振结构的设防目标

9．2．3消能减振结构的性能要求

9．2．4消能减振装置的选择

9．2．5消能减振装置参数的选择

9．2．6消能减振装置的布置

9．3消能减振结构的实用设计方法

9．3．1粘滞流体阻尼器的振型分解方法

9．3．2粘弹性阻尼器的振型分解方法

9．3．3设计计算步骤

9．3．4消能减振装置的连接节点要求

9．4设计实例

9．4．1软钢耗能支撑阻尼器的结构减振设计实例

9．4．2粘弹性阻尼墙结构减振应用实例

9．4．3线性粘滞流体阻尼器结构抗震设计实例

9．4．4非线性粘滞流体阻尼器在结构抗震加固工程中的应用

第10章被动调频阻尼器及其结构减振设计

10．1调频液体阻尼器及其结构分析

10．1．1简介

10．1．2调频液体阻尼器的减振原理．

10．1．3调频液体阻尼器结构分析

10．1．4南京电视塔TLD风振控制

10．2调频质量阻尼器及其结构分析

10．2．1简介

10．2．2调频质量阻尼器的减振原理

10．2．3结构分析

10．2．4合肥电视塔风振和地震响应的TMD振动控制

10．3被动调频减振设计

10．3．1概念设计

10．3．2实用设计方法

10．4被动调频减振设计实例

10．4．1TMD风振控制实例

10．4．2北京太平桥大街人行过街天桥采用TMD系统的减振设计

第11章主动质量阻尼器及结构主动控制

11．1简介

11．2AMD结构控制的减振原理

11．3结构主动控制算法

11．3．1线性最优控制算法

11．3．2极点配置法

11．3．3瞬时最优控制算法

11．3．4独立模态空间控制算法

11．3．5滑动模态控制算法

11．3．6■状态反馈控制算法

11．3．7最优多项式控制

11．3．8预测控制算法

11．4时滞效应对结构主动控制的影响

11．5AMD在南京电视塔风振控制中的应用

11．5．1风振控制方案的选择

11．5．2主动控制模型

11．5．3南京电视塔风振主动控制系统的实施

第12章结构减振控制研究展望

12．1概述

12．2结构被动控制研究展望

12．3主动控制研究展望

12．4混合控制研究展望

12．5半主动控制研究展望

12．6智能控制研究展望

参考文献

　　本书是在东南大学研究生课程结构减振控制讲义的基础上，总结近20年科研成果和工程实践经验，并研究国内外该领域发展的动态编写而成的。全书主要介绍了结构基础隔震技术、结构消能减振技术、调频减振技术和AMD结构主动控制技术等常用的和重要的结构减振控制技术。本书可用作土木工程学科的研究生教材。　　本书为土木工程研究生系列教材之一。　　本书主要介绍了结构在地震和风荷载作用下的减振控制的基本理论和方法。共分12章，主要内容包括：风荷载及结构风振响应分析、地震作用及结构地震响应分析、结构状态方程及其最优控制、结构基础隔震技术与隔震装置、基础隔震结构地震反应及特征、结构基础隔震设计、结构减振技术与减振装置、结构消能减振设计、被动调频阻尼器及其结构减振设计、主动质量阻尼器及结构主动控制和结构减振控制研究展望。　　本书可用作土木工程学科的研究生教材，也可供从事结构振动控制、力学、机械、航空航天等有关工程研究与工程技术人员参考。