磁流变阻尼器在建筑结构基础隔震的应用研究

摘要

橡胶垫隔震结构在遭遇罕遇地震时,由于隔震层的位移过大,会引起隔震层的破坏。在加入常规被动阻尼器后,隔震层位移得到减小,但上部结构层间位移和加速度将要放大。隔震装置一旦被安装在结构中,它的固有特性就无法改变,无法对各种特性的地震激励都有很好的控制效果。
　　近年来,结构振动控制的研究取得了很大的进展。磁流变阻尼器是一种性能优良的半主动控制装置,它最大的特点是能够根据结构的振动响应主动调节其自身参数,从而使阻尼器的制振效果达到最好。
　　磁流变阻尼器与普通隔震装置结合使用是近年来隔震领域发展的方向之一。本文对隔震层设置磁流变阻尼器的智能基础隔震建筑进行了半主动控制研究,主要完成了以下几个工作:
　　(1)综述了磁流变阻尼器的研究进展及现状,并对磁流变阻尼器在半主动控制研究中的前景进行了综合的评价。
　　(2)对磁流变阻尼器的工作模式和力学模型进行了详细的研究,比较了多种磁流变阻尼器力学模型的优缺点,并根据其特点采用Bingham模型作为计算模型。
　　(3)对磁流变智能基础隔震结构的振动控制理论、控制算法和控制策略进行了研究。
　　(4)编制Matlab Simulink程序对设置磁流变阻尼器的基础隔震建筑进行模拟仿真,验证了在地震作用下设置磁流变阻尼器的智能基础隔震建筑减震的有效性。
　　(5)对磁流变智能基础隔震建筑的设计方法和对磁流变阻尼器半自动控制系统中的计算机控制系统进行了详细介绍。

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1绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2结构振动控制的发展

1.3基础隔震

1.4传统的耗能减震技术的发展和应用

1.5智能材料在耗能减震技术中的发展与应用

1.6本文的主要研究内容及思路

2磁流变阻尼器与其力学模型

2.1磁流变液

2.2磁流变阻尼器的工作模式及力学特性

2.3磁流变阻尼器的恢复力模型

2.4本章小结

3结构振动控制原理与控制算法

3.1基础隔震结构的运动方程

3.2智能基础隔震结构的运动方程

3.3结构振动控制原理

3.4线性二次型经典最优控制

3.5半主动控制策略

3.6本章小结

4磁流变阻尼器对基础隔震结构的地震反应分析

4.1结构模型参数

4.2磁流变阻尼器的参数和半主动控制策略

4.3地震波的选取

4.4效果评价指标

4.5分析程序

4.6结果分析

4.7本章小结

5 磁流变智能隔震结构的设计方法

5.1磁流变阻尼器及其结构设计的基本要求

5.2 磁流变智能隔震结构的设计方法

5.3磁流变阻尼器的安装

5.4计算机控制系统

5.5本章小结

6结论

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附 录