工程结构减震控制中若干问题的研究

【摘要】：工程结构的减振控制是工程振动研究的新的分支，也是土木工程研究的热点课题之一。本文围绕工程结构的减振，做了如下工作： 1 针对基础隔震结构通常所面临的问题，提出一种新的隔震体系-多重隔震体系，引入“第二隔震度”的概念。将地震波视为平稳随机过程，运用随机振动理论对多重隔震结构的隔震效果及影响参数进行了研究。运用Monte Carlo法模拟风荷载时程，分析了基础隔震结构和多重隔震结构在风振作用下的舒适度及隔震度对屋顶小塔楼的鞭梢效应的影响。研究结果表明：多重隔震体系能改善结构的抗震性能。 2 在地基弹性半空间假定条件下，研究了具有刚性浅基础隔震结构的土与结构相互作用(SSI)。运用Penzien模型，推导了桩基础隔震结构的动力方程，分析研究了其SSI影响及影响参数。研究结果表明：土对隔震结构的地震相应有一定的影响，但其影响比非隔震结构小得多。 3 首次提出组合隔震结构，推导了组合隔震结构的动力及控制方程。分别采用线性最优控制和随机最优控制方法对组合隔震结构的控制效果和影响参数进行了分析研究。结果表明：组合隔震结构能在较小能量输入的情况下达到所需的控制效果。 4．提出了利用多单体组合来抑制结构振动响应的思路，推导了其运动和控制方程，并对其减振效果和影响参数进行了研究。结果表明：多单体组合结构能有效抑制各单体的地震响应。 5 提出利用组合结构振动控制理论、隔震理论等对既有结构进行抗震加固的方案，并以算例证明了这些方案的有效性。