大连市某高层建筑风振和地震反应的主动质量阻尼(AMD)控制分析与设计

本文以大连市某大型高层钢筋混凝土结构为背景,进行了高层建筑结构抗风抗震的AMD主动控制分析和方案设计。首先,根据实际工程数据建立了结构动力分析的计算模型,编制了风荷载随机抽样程序,给出了用于分析的典型风荷载和地震波动荷载样本。其次,进行了脉动风荷载作用下AMD控制系统物理参数和控制算法软参数的优化分析,得到了AMD子系统的最优质量、刚度和阻尼等物理参数。然后,在AMD子系统取得最优参数的情况下,进行了结构脉动风荷载作用下和常遇地震作用下AMD主动控制的反应分析;计算结果表明,采用AMD主动控制系统可以使结构的风振加速度控制效果达40％以上,大幅度提高规范要求的风振舒适度,对常遇地震作用下位移反应的控制效果也可以达到40％左右。最后,仿真分析了AMD控制结构平动-扭转耦联振动的控制效果。此外,本文还给出了实际工程结构进行AMD主动控制设计的一般性步骤,可供类似高层建筑结构进行AMD主动控制分析和设计时参考。     

非线性滑移滞回模型建模

目的为了对结构进行弹塑性动力分析以及评估其未来的性能，对结构的滞回特性需要建立合理的数学模型．方法利用三折线形式的函数关系来模拟试验滞回曲线的斜率与恢复力关系，并结合Duhem微分算子，建立描述滑移捏拢效应和刚度、强度退化的微分滞回模型．然后使用粒子群优化方法，基于最小二乘法准则识别出模型中的待定参数．结果用参数辨识结果得到的仿真滞回曲线与试验滞回曲线的对比表明，笔者建立的非线性滑移滞回模型与试验结果吻合较好，包括了强度退化、刚度退化以及捏拢效应．结论根据滞回曲线斜率与恢复力的关系并结合Duhem微分算子来构造滞回模型，比扩展Bouc—Wen模型具有更广泛的建模适应能力．对于试验滞回曲线的建模问题，当模型结构可辨识时，粒子群算法能够稳健地识别出模型中的参数．     

结构模型与控制器降阶的主动控制试验研究

土木工程结构模型的自由度数目较大，从而导致主动控制和半主动控制实施过程中时滞效应十分突出，本文采用均衡截断技术研究了结构和控制器降阶的两种方法。第一种方法是首先采用均衡实现技术得到内部均衡系统，再根据Hankel矩阵奇异值的大小对结构模型进行降阶．对降阶的结构系统设计低阶的线性二次调节（LQ）和H∞控制器；第二种方法是对原结构模型设计LQ和H∞控制器，再采用均衡实现技术对控制器进行降阶，得到低阶控制器模型。通过大量的仿真和地震模拟振动台试验，研究了所建立方法的可行性和有效性。     

基于二进制型粒子群算法的相邻两结构主动控制系统安装位置优化

用作动器将两相邻结构的一些楼层连接,以使两结构的动力响应都得到控制的方法具有较高的实用价值,而确定作动器沿楼层的合理安装位置是关键问题。将多亲杂交算子引入传统的粒子群优化算法,提出了一种二进制型粒子群优化算法来解决相邻两结构主动控制系统安装位置的优化问题。结果表明,综合考虑控制效果与控制力付出,将相邻两结构间的作动器布置在靠近结构顶部是有效的。     

基于健康监测的斜拉索荷载效应分析

介绍平行钢丝智能拉索监测拉索荷载效应的原理,根据安装在国内某斜拉桥健康监测系统中的智能拉索采集的数据,系统阐述了智能拉索采集数据的处理方法,分析了拉索内车辆活荷载效应的概率分布。最后,将拉索内车辆活荷载效应随机过程简化为滤过复合Poisson过程,推导出拉索设计基准期内车辆活荷载效应的极值分布。