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基于土-結(jié)構(gòu)相互作用下不規(guī)則建筑振動(dòng)控制的進(jìn)展分析(2頁).docx

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基于土-結(jié)構(gòu)相互作用下不規(guī)則建筑振動(dòng)控制的進(jìn)展分析(2頁).docx

1、基于土-結(jié)構(gòu)相互作用下不規(guī)則建筑振動(dòng)控制的進(jìn)展分析摘要：在國際上大多的被動(dòng)、主動(dòng)或者半主動(dòng)控制是基于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性而設(shè)計(jì)的。但是，對于建造在軟弱地基上的結(jié)構(gòu)，土結(jié)構(gòu)相互作用簡稱SSI，效應(yīng)就顯得強(qiáng)烈了，導(dǎo)致了土結(jié)構(gòu)相互作用的體系動(dòng)力特性發(fā)生了改變，而這種改變在一定的程度上影響到結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制效果。所以，在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制設(shè)計(jì)工作中，需要進(jìn)行定量地考慮SSI影響。本文通過考慮SSI效應(yīng)來研究結(jié)構(gòu)的被動(dòng)控制和主動(dòng)控制以及半主動(dòng)控制的進(jìn)展。然后廣泛評述了在考慮SSI效應(yīng)下研究不規(guī)則的建筑在振動(dòng)控制上的新進(jìn)展。最后建議考慮SSI效應(yīng)來研究一些不規(guī)則的建筑半主動(dòng)控制的探討。可以指出基于考慮SSI彈性以及彈塑

2、性不規(guī)則建筑基于支持向量機(jī)半主動(dòng)控制的研究前景。關(guān)鍵詞：土結(jié)構(gòu)相互作用；振動(dòng)控制；被動(dòng)控制；主動(dòng)控制；半主動(dòng)控制；不規(guī)則建筑；軟土；地震；支持向量機(jī)Abstract:In most of the international, active or passive semi-active control is based on the structure of the dynamic properties and of the design. But, to build the structure in the soft foundation, soil-structure inter

3、action SSI, effect is strong, led to the soil-structure of the interaction of the dynamic characteristics of the system are changed, and the change in a certain extent influence to structural vibration control effect. So, in structure vibration control design work, need to consider SSI quantitative

4、influence. This paper consider SSI effect to study the structure of the passive control and active control and semi-active control progress. And then are widely considered SSI effect in the study irregular building in the vibration control of the new progress. It is suggested that consider SSI effec

5、t to study some irregular building the semi-active control study. Can point out based on elastic and consider SSI elastic-plastic irregular building based on support vector machine (SVM) the research prospect of semi-active control.Keywords: soil-structure interaction; Vibration control; Passive con

6、trol; Active control; The semi-active control; Irregular building construction; Soft soil; The earthquake; Support vector machine 中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：土結(jié)構(gòu)相互作用簡稱SSI，是影響結(jié)構(gòu)對地震的響應(yīng)和損傷的一種重要原因。SSI通過減小結(jié)構(gòu)的自振頻率，過濾掉高頻地震的激勵(lì)成份，還能增大結(jié)構(gòu)阻尼，這些都對結(jié)構(gòu)造成很大影響1。SSI對結(jié)構(gòu)的影響有害或有利取決于地震時(shí)地面劇烈運(yùn)動(dòng)的頻率。當(dāng)結(jié)構(gòu)的基頻越接近于地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)卓越頻率，SSI就是有害的。

7、如果高層建筑建造于軟土之上，就需要考慮SSI，要計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用和位移，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)頻率平方與這兩個(gè)量值成比例關(guān)系2。結(jié)構(gòu)越來越多的建造在土層的場地上，地震發(fā)生，土層的瞬時(shí)響應(yīng)會(huì)對其上的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)產(chǎn)生影響。所以，在結(jié)構(gòu)地震的響應(yīng)分析中要充分考慮到SSI的因素。最近幾年，國內(nèi)外學(xué)者針對SSI的問題取得了豐碩成果。但是其復(fù)雜性，導(dǎo)致SSI問題研究基本上只是基于理論分析或者數(shù)值模擬建立起來的。同時(shí)，建造在軟弱的地基結(jié)構(gòu)，SSI會(huì)比較強(qiáng)烈，這在一定的程度上影響結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制效果。因?yàn)榇蠖鄶?shù)被動(dòng)或者主動(dòng)控制是基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的特性來設(shè)計(jì)的，可是土的存在，又使SSI體系振動(dòng)特性產(chǎn)生改變。所以，在SSI明顯時(shí)，控制

8、設(shè)計(jì)要考慮到SSI影響。1.基于考慮SSI的結(jié)構(gòu)控制進(jìn)展1.1基于SSI結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制進(jìn)展在考慮SSI對結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制影響的研究方面，大多數(shù)基于SSI對質(zhì)量阻尼器的性能影響的考慮。考慮不同的剪切波速，通過數(shù)值評價(jià)了TMD對于建造在軟地基結(jié)構(gòu)的減震效果。結(jié)果分析證明，土質(zhì)越軟，TMD的減震效果就會(huì)越低。有的研究中，基于SSI對結(jié)構(gòu)在動(dòng)力特性上的變化；把上部的結(jié)構(gòu)簡化成一線性單自由度（SDOF）。把TMD調(diào)諧到SDOF結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)頻率上。通過建立一個(gè)“土SDOF結(jié)構(gòu)TMD”相互作用系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，在一定的頻域內(nèi)，用數(shù)值分析了SSI對TMD減震效果的影響。模擬數(shù)值表明，相對于對剛性地基的假設(shè)，地基變軟，

9、有很大的變化發(fā)生在SSI系統(tǒng)的動(dòng)力特性上。如果不考慮SSI來設(shè)計(jì)TMD，可能會(huì)放大結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。所以，保證TMD正常工作，需要把TMD調(diào)諧到SSI的系統(tǒng)頻率，但是實(shí)際所能達(dá)到的控制水平還取決結(jié)構(gòu)周期以及地基的軟弱程度。關(guān)于SSI系統(tǒng)的TLCD減震行為。文獻(xiàn)資料數(shù)值模擬表明，對于地基屬于中軟土?xí)r， TLCD的控制性能受SSI影響不明顯；很軟地基土，SSI就會(huì)很大程度的減小TLCD有效性。上述引述文獻(xiàn)研究基本是基于土-結(jié)構(gòu)線性行為對SSI影響TMD和TLCD性能的評價(jià)。然而，研究發(fā)現(xiàn)，使用土的非線性模型，能合理的對TMD和TLCD的有效性進(jìn)行評價(jià)。1.2基于SSI結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制進(jìn)展對于考慮SSI

10、結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制方面，有兩種方法來評價(jià)SSI對結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制的影響。第一是基于剛性地基的假定設(shè)計(jì)控制器，用來評價(jià)受控結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)；第二是考慮把SSI并進(jìn)控制算法里，因?yàn)榭刂扑惴ㄔ谏虡I(yè)的計(jì)算機(jī)軟件里都可以獲得，所以在模擬數(shù)值的研究領(lǐng)域，第一種方法相比較第二種方法要容易很多。第一種方法所顯示出來的控制有效性，可以讓設(shè)計(jì)者直觀地調(diào)整控制器到需要的性能上，或是決定是否考慮SSI加入主動(dòng)控制算法。第一種方法，分別取SSI系統(tǒng)基頻處土阻抗函數(shù)項(xiàng)來表示土阻抗函數(shù)的剛度以及阻尼系數(shù)，組裝成的矩陣則是由SSI系統(tǒng)整體質(zhì)量、剛度和阻尼組成。狀態(tài)變量為上部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)的整體位移與速度，這樣可以得到一個(gè)關(guān)于SSI體系的狀態(tài)方程。第一種方法是一種數(shù)值模擬研究，還要在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行控制。研究SSI結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制表明，軟弱地基的結(jié)構(gòu)實(shí)施主動(dòng)控制考慮SSI很有必要。模擬數(shù)值表明，基于剛性的地基假定結(jié)構(gòu)控制的設(shè)計(jì)僅僅適用在有限的剪切波速范圍內(nèi)的土；軟弱地基，結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制系統(tǒng)性能會(huì)變差，要考慮到SSI的影響。

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