工程结构减振控制PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1抗震设计理论的发展 2

1.2抗风设计理论的发展 8

1.2.1近地风研究现状 8

1.2.2钝体空气动力学研究进展 9

1.2.3结构风致振动研究进展 11

1.3结构减振防灾新对策与抗震抗风新技术 13

1.4结构隔震的概念及其隔震机理 14

1.5结构减振控制的概念及其减振机理 16

1.6结构抗震、隔震和减振控制的对比分析 17

第2章 风荷载及结构风振响应分析 19

2.1风荷载的模拟 19

2.1.1顺风向平均风荷载 19

2.1.2顺风向脉动风荷载 21

2.1.3横风向脉动风荷载 25

2.2结构脉动风振响应的频域分析 29

2.2.1顺风向振动分析 29

2.2.2横风向振动分析 31

2.3结构振动响应的时域分析 32

第3章 地震作用及结构地震响应分析 33

3.1地震波的选择 33

3.2人造地震波的模拟 34

3.2.1三角级数方法 34

3.2.2 ARMA模型仿真方法 35

3.2.3地震动功率谱密度函数 35

3.3结构地震响应分析 37

3.3.1时程分析方法 37

3.3.2振型分解反应谱法 43

第4章 结构状态方程及其最优控制 46

4.1状态方程 46

4.1.1状态变量与状态方程 46

4.1.2多自由度体系状态方程 47

4.1.3线性定常系统状态方程的解 48

4.2最优控制的变分法 50

4.2.1变分法求解最优控制 50

4.2.2黎卡提（Riccati ）矩阵微分方程 52

第5章 结构基础隔震技术与隔震装置 55

5.1基础隔震的历史发展和现状 55

5.2基础隔震技术分类 58

5.2.1橡胶垫基础隔震系统 58

5.2.2滑移基础隔震系统 61

5.2.3混合基础隔震系统 61

5.3建筑隔震橡胶支座 63

5.3.1构造与分类 63

5.3.2建筑隔震橡胶支座的形状系数 64

5.3.3建筑隔震橡胶支座的竖向性能 65

5.3.4建筑隔震橡胶支座的水平性能 68

5.3.5建筑隔震橡胶支座的相关性能 69

第6章 基础隔震结构地震反应及特征 70

6.1基础隔震结构分析 70

6.1.1隔震层分析模型 70

6.1.2隔震系统的参数 70

6.1.3隔震系统地震反应分析 73

6.2线性隔震系统动力反应及隔震层刚度和阻尼的确定 74

6.2.1线性隔震系统的动力方程 74

6.2.2隔震层刚度和阻尼的确定 76

6.3双线性隔震系统地震反应 79

6.3.1双线性隔震系统的动力分析 79

6.3.2双线性隔震系统地震反应特征 81

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 83

6.4.1并联基础隔震系统的动力模型 83

6.4.2并联基础隔震系统地震反应的一般特征 84

6.4.3并联基础隔震系统隔震层参数的优选 87

6.5基础滑移隔震结构地震反应分析 88

6.5.1隔震层动力分析模型 88

6.5.2滑移隔震系统动力分析模型 89

6.5.3工程算例 92

第7章 结构基础隔震设计 94

7.1基础隔震结构概念设计 94

7.2基础隔震结构设计的要求与方法 96

7.3基础隔震结构地震作用计算 99

7.3.1等效侧力法 99

7.3.2时程分析法 103

7.4隔震层设计 104

7.4.1隔震层的布置 104

7.4.2隔震层受压承载力验算 104

7.4.3隔震支座位移验算 105

7.4.4隔震支座弹性恢复力和抗风装置验算 105

7.4.5隔震结构抗倾覆验算 106

7.4.6构造措施 106

7.5上部结构设计 107

7.5.1上部结构截面抗震验算 107

7.5.2上部结构变形验算 107

7.5.3上部结构的构造措施 108

7.6下部结构和地基基础设计 108

7.7橡胶垫基础隔震算例 109

第8章 结构减振技术与减振装置 114

8.1结构减振控制技术的发展与现状 114

8.2结构减振技术的分类 115

8.3金属阻尼器 118

8.3.1金属阻尼器的分类、构造及减震原理 118

8.3.2金属阻尼器的力学模型 120

8.3.3安装有金属阻尼器结构的分析方法 121

8.3.4工程应用 122

8.4摩擦阻尼器 122

8.4.1摩擦阻尼器的种类、构造及减震机理 123

8.4.2摩擦阻尼器的力学模型 124

8.4.3加入摩擦阻尼器结构的分析方法 125

8.4.4工程应用 126

8.5粘弹性阻尼器 128

8.5.1粘弹性阻尼器的构造、性能与特点 128

8.5.2粘弹性阻尼器的力学模型 130

8.5.3加入粘弹性阻尼器结构的分析方法 135

8.5.4工程应用 138

8.6粘滞流体阻尼器 139

8.6.1粘滞流体材料的特性和耗能原理 139

8.6.2粘滞流体阻尼器的构造、性能与特点 141

8.6.3粘滞流体阻尼器的计算模型 143

8.6.4加入粘滞流体阻尼器结构的分析方法 144

8.6.5工程应用 145

8.7粘滞阻尼墙 148

8.7.1粘滞阻尼墙的构造及减振原理 148

8.7.2粘滞阻尼墙的力学模型 148

8.7.3粘滞阻尼墙的分析方法 149

8.7.4工程应用 150

8.8形状记忆合金阻尼器 150

8.8.1形状记忆合金的特性 150

8.8.2形状记忆合金的本构模型 152

8.8.3形状记忆合金阻尼器及其力学模型 156

8.8.4安装有形状记忆合金阻尼器的结构分析方法 159

8.9磁流变阻尼器 164

8.9.1磁流变体的力学性能 164

8.9.2磁流变阻尼器的构造、性能与特点 165

8.9.3磁流变阻尼器的力学模型 167

8.9.4加入磁流变阻尼器结构的分析方法 170

第9章 结构消能减振设计 174

9.1概述 174

9.1.1结构消能减振机理 174

9.1.2结构消能减振体系的分类 175

9.1.3消能阻尼器的分类 176

9.2结构消能减振的概念设计 178

9.2.1消能减振结构的适用范围 178

9.2.2消能减振结构的设防目标 178

9.2.3消能减振结构的性能要求 179

9.2.4消能减振装置的选择 179

9.2.5消能减振装置参数的选择 179

9.2.6消能减振装置的布置 179

9.3消能减振结构的实用设计方法 180

9.3.1粘滞流体阻尼器的振型分解方法 180

9.3.2粘弹性阻尼器的振型分解方法 182

9.3.3设计计算步骤 184

9.3.4消能减振装置的连接节点要求 185

9.4设计实例 185

9.4.1软钢耗能支撑阻尼器的结构减振设计实例 185

9.4.2粘弹性阻尼墙结构减振应用实例 199

9.4.3线性粘滞流体阻尼器结构抗震设计实例 210

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 213

第10章 被动调频阻尼器及其结构减振设计 222

10.1调频液体阻尼器及其结构分析 222

10.1.1简介 222

10.1.2调频液体阻尼器的减振原理 223

10.1.3调频液体阻尼器结构分析 231

10.1.4南京电视塔TLD风振控制 234

10.2调频质量阻尼器及其结构分析 237

10.2.1简介 237

10.2.2调频质量阻尼器的减振原理 239

10.2.3结构分析 246

10.2.4合肥电视塔风振和地震响应的TMD振动控制 251

10.3被动调频减振设计 268

10.3.1概念设计 268

10.3.2实用设计方法 269

10.4被动调频减振设计实例 272

10.4.1 TMD风振控制实例 272

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 273

第11章 主动质量阻尼器及结构主动控制 282

11.1简介 282

11.2 AMD结构控制的减振原理 285

11.3结构主动控制算法 286

11.3.1线性最优控制算法 287

11.3.2极点配置法 288

11.3.3瞬时最优控制算法 288

11.3.4独立模态空间控制算法 289

11.3.5滑动模态控制算法 290

11.3.6 H∞状态反馈控制算法 291

11.3.7最优多项式控制 292

11.3.8预测控制算法 293

11.4时滞效应对结构主动控制的影响 294

11.5 AMD在南京电视塔风振控制中的应用 295

11.5.1风振控制方案的选择 295

11.5.2主动控制模型 296

11.5.3南京电视塔风振主动控制系统的实施 297

第12章 结构减振控制研究展望 306

12.1概述 306

12.2结构被动控制研究展望 307

12.3主动控制研究展望 309

12.4混合控制研究展望 310

12.5半主动控制研究展望 312

12.6智能控制研究展望 314

参考文献 316