《建築結構負剛度減振控制研究》是依託大連理工大學,由曲春緒擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：建築結構負剛度減振控制研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曲春緒
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結構中的負剛度可以增大結構的阻尼比，降低結構的自振周期，減小結構的地震反應。本項目針對已有的被動負剛度裝置，擬採用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法，研究結構中的被動負剛度裝置在地震動力作用下對結構的減振機理及減振控制策略。提出考慮帶有剛度非線性負剛度裝置的結構簡化計算方法，研究被動負剛度裝置在結構動力反應計算中的減振機理並建立最佳化目標函式；提出被動負剛度裝置在結構中的最佳化布置方法，研究安裝於上部結構各層中的被動負剛度裝置負剛度值的最佳化設計問題；根據負剛度最佳化設計值，對被動負剛度裝置的可調參數部件進行調節，或對負剛度裝置進行改進，並通過試驗結果和數值模擬的對比來進行驗證，從而提出了減振控制策略。本項目對被動負剛度裝置實際套用的研究，對結構抗震減振具有重要的意義。
結題摘要
（1）結合被動負剛度裝置的非線性力學模型，針對這種帶有被動負剛度裝置的結構非線性動力模型，提出雙線性模型的簡化計算方法；將負剛度套用於上部結構中，提出同倫方法最佳化計算上部結構各層所需的負剛度值，解決了該雙線性非凸最佳化問題；提出了多自由度雙線性結構等效單自由度體現方法，創新給出了雙線性結構反應譜，實現了在結構設計中考慮負剛度因素的方法。（2）提出了一種新型軌道式負剛度裝置，並通過振動台試驗對其力學性能進行了研究。通過循環載入得到不同彈簧預壓縮量下負剛度裝置的滯回曲線；通過掃頻試驗測試了負剛度裝置的頻響性能。提出了負剛度裝置的設計方法，建立了軌道式負剛度裝置的理論模型，並對其滯回性能進行了數值模擬，試驗結果與模擬結果吻合較好。（3）提出了一種新型多維SMA阻尼器，並在萬能試驗機上對其力學性能進行了測試。20℃室溫環境中，在不同載入頻率和不同幅值的正弦激勵下，分別測試了SMA絲不同初始應變時阻尼器的滯回性能。對阻尼器扭轉性能也進行了測試。建立了多維SMA阻尼器的理論模型，並對其在周期荷載下的力學性能進行了數值模擬，不同幅值下的模擬結果均與試驗結果吻合較好，驗證了理論模型的有效性。將軌道式負剛度裝置和多維SMA阻尼器配合使用，構成負剛度減震系統，提出了負剛度減震系統的最佳化設計方法。
