性能增强再生混凝土框架中节点非线性分析

再生混凝土作为一种再生资源近年来被广泛应用,在此基础上加入钢纤维和tank纤维制成性能增强再生混凝土,使结构的安全可靠性得到了进一步保证。采用有限元软件ABAQUS对3个混杂纤维掺量分别为0、0.5%、1%的再生混凝土框架中节点进行低周反复试验分析,得到了它们的滞回曲线和骨架曲线,并进行了对比分析。研究表明:相较于普通再生混凝土而言,性能增强再生混凝土框架中节点的耗能性能可提高20%、32%,抗开裂性能及极限承载力性能也更为优异,能够应用于实际工程之中。     

压电主动杆件在结构抗震控制中的优化设计及实验研究

随着建筑形式的多样化以及结构高度、跨度的增大,结构在地震和风等动力荷载作用下的振动问题也日益突出,智能材料的研究与应用成为结构抗震控制技术领域最具前沿性的发展方向之一。本文根据主动控制力学模型,基于最小储能原则,运用遗传算法,得到了主动杆件的最优布置位置和最优增益;进行了三层空间结构主动抗震控制实验,研究结果表明,压电主动杆的控制效果与输入地震波的关系不大,而与结构自身参数关系密切,对结构进行智能控制之后抗震效果显著,结构各层的位移最大抑制达到14%,加速度的最大抑制达到21%。     

单层网壳结构振动压电控制分析与试验研究

通过试验,研究自主研发的压电主动杆件在单层网壳结构中的主动智能控制问题.利用集传感器、作动器和承受荷载等功能于一体的压电主动杆件,对网壳结构的地震响应振动实施主动智能控制.结果表明,这种压电主动构件作为网壳结构的内在控制源,可以有效地控制网壳结构的地震响应,起到抑制网壳振动的作用.     

多维地震作用下大跨空间结构的减震控制分析

考虑到多维地震输入对网架结构的不利影响,基于形状记忆合金超弹性,研制出一种兼具自复位、高耗能及放大功能于一体的形状记忆合金复合黏滞阻尼器(Hybrid Shape Memory Alloy Viscous Dampers,简称HSMAVD),并通过试验研究该阻尼器在循环荷载作用下的力学性能;然后以平面四角锥网架模型为基础,将该阻尼器替换部分网架结构杆件,并分析该阻尼器减震控制效果。结果表明形状记忆合金与黏滞阻尼器复合后具有良好的协同工作能力,可有效发挥形状记忆合金的超弹性和黏滞阻尼器的速度相关特性,使其具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力;采用阻尼杆件替换原杆件的方法既能对结构进行有效的减震控制,又不改变原有的结构形式,是一种优越的减震控制方法,并为HSMAVD被动控制系统在结构抗震中的实际应用提供新思路。     

智能结构模态控制实验研究

独立模态控制方法原理明确,实现简单,是智能控制的常用算法,根据一个3层框架结构智能控制实验,介绍了模态控制理论及实现方法,阐述了压电堆工作原理,根据压电堆受压性能好的特点设计了一种将拉力转化为压力的主动元件,给出了压电堆工作的检测方程和控制方程。通过对实验数据分析,可以看到,通过对结构进行主动控制,相应的模态位移和加速度得到了良好的抑制。     

层间滑移隔震结构地震作用有限元分析

将二硫化钼作为摩擦材料设计出一种带限位器的滑移隔震支座。根据多层框架结构变形的特点,给出适用于滑移框架隔震结构的计算模型,推导出层间滑移隔震结构的运动方程。运用SAP2000有限元软件建立一层间滑移框架隔震结构的有限元模型,对比分析El Centro地震波下摩擦系数和隔震层位置不同时隔震结构的地震反应。结果表明,上部结构的动力反应随摩擦系数的增加而不断增大,滑移隔震结构的减震效果逐渐减弱,但隔震层的滑移量却在不断减小;摩擦系数的选取应综合考虑减震效果和隔震层滑移量两个因素。随着隔震层的增高,结构的加速度反应和层间位移反应整体上呈增大趋势,隔震效果不断减弱,且隔震层的加速度值下部层比上部层要大得多,一层隔震和三层隔震时的变形主要集中于隔震层,而五层隔震时结构层间位移并未出现突变,说明隔震层设置在较高位置处对结构体系的影响较小。     

铅挤压消能支撑框架模型结构试验研究

通过铅挤压消能器的低周反复加载试验,以及安装有铅挤压消能器的钢筋混凝土消能支撑框架模型结构的伪静力试验,主要研究了铅挤压消能器单独受反复荷载时的消能性能以及其在模型结构中所起的消能作用,模型结构的破坏机理和整体消能能力。研究结果表明,铅挤压消能器具有很好的消能能力,在模型结构总耗能中占据了很大的比例,模型结构具有较好的耗散地震能量的能力。     

SMA-压电半主动混合阻尼器减震控制分析

将形状记忆合金（Shape memory alloy,简称"SMA"）与压电摩擦阻尼器复合设计了一种半主动混合阻尼器,对SMA丝进行了材性试验,分析了循环圈数、加载速率和应变幅值对SMA丝力学性能的影响。基于试验数据,以速度方向和应变值作为神经元输入,建立了SMA的BP神经网络本构模型,并利用T-S模糊逻辑求解压电陶瓷驱动器输出电压,对1个2层的钢框架结构进行了无控、SMA被动控制和混合控制MATLAB仿真分析。结果表明:SMA的BP网络模型预测的应力误差大多集中在20 MPa以内,且误差较大点主要集中在加载的初始段和卸载的结束段等数值较小的点,BP神经网络能够较好地预测SMA丝的本构曲线。相比SMA被动控制,混合阻尼器可以更加有效地降低结构的动力反应。     

建筑结构的鲁棒H∞最优控制

针对传统线性二次型最优控制(Linear quadratic optimal control,LQR)等主动控制方法存在鲁棒性较差的不足,考虑结构参数和外部激励的不确定性,提出一种控制算法简单、便于工程应用的鲁棒H∞最优控制方法.将工程中常用的二次型最优指标结合于鲁棒H∞控制系统的分析中,使得控制器的性能指标容易衡量;通过引入线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMI)减小求解的复杂度.以一个多层剪切型建筑结构模型为例进行了仿真,并与LQR方法进行对比,仿真结果初步表明该方法具有较好的控制效果和鲁棒性.     

再生混凝土框架抗震性能非线性研究

首先通过13组39个棱柱体试件,研究了不同取代率下(普通混凝土,30%,50%,70%,100%)再生骨料混凝土(RAC)弹性模量、应力-应变曲线等变化规律,确定了RAC适宜的本构方程。然后基于试验所得到的在50%取代率条件下再生混凝土材料的参数,利用ANSYS有限元软件分别建立了该RAC及普通C30混凝土两个单榀框架的有限元模型,并进行了拟静力试验模拟非线性分析,通过对所得到的滞回曲线进行分析,结果表明:相对于普通混凝土而言,50%取代率的RAC框架具有更好的耗能能力,并能够应用于实际工程中。