收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

考虑桩—土—结构相互作用的结构振动控制研究

方雷庆  
【摘要】: 桩-土-结构相互作用和结构振动控制技术是当前抗震研究中的热点问题。本文对结构考虑桩-土-结构相互作用条件下,探讨了采用几种不同的隔震、减震及主动控制技术后的控制效果及其地震反应的特点,研究内容如下: 1.研究了桩-土-结构相互作用对结构地震响应的影响。对于软弱地基上的桩基结构,在抗震设计时忽略桩基础对场地地震动的影响,其结果往往是得不到保证的。这是因为,由于桩-土-结构相互作用,地面地震动加速度反应谱较抗震规范的设计反应谱谱值可能明显增大,此时上部结构将遭遇到更强的地震作用。本文对桩-土-结构相互作用进行了系统分析,并以储罐为例,重点研究了桩-土-结构相互作用对特种结构的影响。采用储罐等效简化Haroun-Housner力学模型,在考虑到固液耦合问题以及桩土与储罐相互作用的情况下,建立了储罐考虑桩-土-相互作用的计算模型,推导了其运动方程,分析了PSSI对储罐地震响应的影响。分析结果表明:考虑PSSI,储罐晃动的地震反应几乎没有变化,而储罐的液固耦合的地震反应有明显的放大,相对与一般结构,储罐的液固耦合位移增大较明显,同时储罐基地剪力和基地弯矩有很明显的放大。 2.研究了桩-土-结构相互作用对结构被动控制的影响。被动控制不需要外部能量输入,它是在原结构上某个部位附加一个子系统或是设置特殊构件,以改变结构的动力特性,从而达到减震的目的。被动控制的研究主要集中在基础隔震和耗能减震两个方面。在现实中应用较广泛的有夹层橡胶隔震装置、基底滑移隔震装置和TMD等,本文重点对考虑桩-土-结构相互作用的滑移隔震结构和TMD减震结构的地震响应进行了研究。分析结果表明:滑移隔振结构中,考虑PSSI时结构的地震响应会有所增大。但是否考虑PSSI对滑移层的位移响应影响较小。在桩基条件下,基于结构所设计的TMD都能较好的达到减小结构地震动的效果。不考虑PSSI而盲目设计的TMD不仅不能起到减小地震动的效果,有时甚至起到反作用。 3.研究了桩-土-结构相互作用对结构主动控制的影响。在进行振动控制研究时,现有结构控制理论大多建立于刚性地基的假设,即忽略桩-土-结构相互作用。由于土的存在,使结构体系的振动特性发生改变,而很多主动控制和被动控制都是基于结构的振动特性设计的。这种控制模型与实际结构的差异将会降低主动控制的效果,甚至可能导致控制失败。本文在Penzien模型的基础上,建立了考虑桩-土-结构相互作用(PSSI)的计算模型,推导了其主动控制方程,分析了PSSI对结构控制的影响,以及土与结构各种主要参数对控制效果的影响。分析结果表明:考虑PSSI,结构地震响应有所加大,控制效果有所降低,最大控制力增大;在一定范围内,土的剪切波速、桩的截面惯性矩以及上部结构的基本周期对结构的主动控制有着显著的影响。 4.研究了桩-土-结构相互作用对组合桩基结构主动控制的影响。在现代建筑中,很多情况下建筑结构呈相邻布置,如果将它们用适当的方法连接起来,形成组合结构,通过调节优化振动参数,则可利用结构间的相互运动来消耗和吸收振动能量,从而达到减轻结构振动的目的。本文提出了一种新的混合振动控制体系——组合桩基结构体系,推导了其考虑桩-土-结构相互作用(PSSI)的振动及控制方程,并分析了PSSI对组合桩基结构的振动控制影响,以及土与结构各种主要参数对控制效果的影响。分析结果表明:PSSI对桩基结构及联接体的位移响应影响较小,对加速度响应影响较大;桩周土的等效剪切波速、桩长以及桩基结构上部质量等在一定范围内对结构的主动控制有着显著的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杜永峰;曹志峰;孙玉萍;;基于LQG/LTR方法的结构振动AMD控制Benchmark模型仿真分析[J];系统仿真学报;2006年01期
2 殷青英;翁光远;;智能材料在结构振动控制中的应用研究[J];科技导报;2009年12期
3 蔡青,曹阳;结构振动控制述评[J];黑龙江水专学报;1994年01期
4 陈静,瞿伟廉;结构-ER/MR智能阻尼器系统试验模型[J];武汉理工大学学报;2002年08期
5 周亚军,赵德有;海洋平台结构振动控制综述[J];振动与冲击;2004年04期
6 王丽,赵林;基于MR阻尼器的结构振动半主动跟踪控制[J];河南科技大学学报(自然科学版);2005年03期
7 王亮;黄真;周岱;;基于预测算法的结构振动半主动控制[J];振动与冲击;2007年10期
8 陈政清;汪志昊;;基于能量回收的土木工程结构振动控制[J];建筑科学与工程学报;2009年02期
9 董平,唐家祥;MR智能材料在结构振动控制中的应用[J];工程抗震;2000年02期
10 赵鸿铁,徐赵东,张兴虎;耗能减震控制的研究、应用与发展[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2001年01期
11 张微敬,欧进萍;基于参数灵敏度最小的鲁棒主动控制方法[J];地震工程与工程振动;2002年03期
12 杜永峰,李慧,赵国藩;地震作用下结构振动最优控制的一种一般算法[J];大连理工大学学报;2004年06期
13 林海平;陈静;;多层建筑结构地震反应预测控制仿真研究[J];机电工程;2006年08期
14 孙树民;徐利明;;透空式防波堤随机波浪反应的TLD控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年02期
15 姜殿科;董锦坤;吕政权;;MRD结构的动力反应分析[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2008年05期
16 张广泰;孙树民;韩霞;;智能材料在土木工程结构振动控制中的应用[J];新疆大学学报(自然科学版);2009年04期
17 李敏霞,刘季;电液式变刚度结构振动控制系统的稳定性分析[J];振动与冲击;1999年02期
18 李黎,黄尚斌,张卉;结构振动控制中MTMD的基本特性研究[J];工程力学;2000年02期
19 邹向阳,王晓天,刘丽华,徐学东,范国庆;结构振动控制发展概况综述[J];长春工程学院学报(自然科学版);2001年04期
20 肖尔田,韩玉林,李爱群,张志强,张晓格,黄镇;基于形状记忆合金超弹性阻尼器的结构振动控制和地震时程分析[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏泳涛;刘勇;;智能材料在结构振动控制中的应用[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
2 张敏政;;工程抗震的新领域—结构振动控制[A];中国地震学会第四次学术大会论文摘要集[C];1992年
3 陈力奋;云永旺;张美艳;唐国安;;基于动柔度修改的空间柔性结构振动控制[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 丛青;钱若军;;空间结构振动控制综述[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
5 何玉敖;史月珍;;结构振动控制的鲁棒H_∞控制方法[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
6 霍林生;李宏男;;将结构振动控制技术引入本科生的教学实践[A];土木建筑教育改革理论与实践[C];2009年
7 孙钧;冯紫良;陶履彬;;岩石力学与工程中相互作用问题的若干进展[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
8 杜永峰;曹志峰;孙玉萍;;基于LQG/LTR方法的结构振动AMD控制Benchmark模型仿真分析[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
9 邓麟勇;黄真;;结构振动的DMC预测控制研究[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
10 方伟奇;王克军;;电子结构振动控制研究[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘珣;极端冰雪灾害条件下岩体与支护结构相互作用试验研究[D];中国地质大学;2010年
2 宁响亮;结构振动控制的多目标优化和智能模糊控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 宁响亮;结构振动控制的多目标优化和智能模糊控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 李宇;考虑残余位移和土—结构相互作用的桥梁结构基于性能的抗震设计及评估[D];北京交通大学;2010年
5 杜永峰;被动与智能隔震结构地震响应分析及控制算法[D];大连理工大学;2003年
6 孙树民;独桩平台振动控制研究[D];华南理工大学;2001年
7 钱辉;形状记忆合金阻尼器消能减震结构体系研究[D];大连理工大学;2008年
8 任文杰;超弹性形状记忆合金丝对结构减震控制的研究[D];大连理工大学;2008年
9 刘海卿;SMA绞线—叠层橡胶复合支座及其隔震性能研究[D];天津大学;2007年
10 刘军龙;结构液压被动耗能与直驱主动控制系统[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方雷庆;考虑桩—土—结构相互作用的结构振动控制研究[D];兰州交通大学;2010年
2 吴霞;考虑桩箱—土—结构相互作用的结构振动控制研究[D];兰州交通大学;2011年
3 冀珩;考虑设备—结构相互作用的大型变电站主厂房系统抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2012年
4 黄博;考虑桩—土—结构相互作用的高桩承台基础地震反应分析[D];长沙理工大学;2012年
5 郝磊;基于储能型多功能作动器的结构振动控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 鲁明丽;模型算法控制在结构振动控制中的应用研究[D];兰州理工大学;2003年
7 张新刚;磁流变阻尼器在结构振动控制中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 石晓瑛;结构振动控制中的数据采集与信号处理系统[D];武汉理工大学;2003年
9 何晴光;万向型压电摩擦阻尼器及其在高层建筑减振控制中的应用[D];兰州理工大学;2004年
10 邹洁;结构振动的预测控制研究[D];武汉理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 本报记者 冯海波;让建筑“长得”更坚固[N];广东科技报;2009年
2 记者 刘春辉;继往开来再创辉煌[N];人民邮电;2002年
3 记者 李斌;中国工程院新选院士“揭榜”[N];新华每日电讯;2004年
4 张兴龙;怎样抓好物理课堂教学活动[N];黔西南日报;2009年
5 记者 王握文 通讯员 刘俊;中国科学家首次获得主题报告奖[N];解放军报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978