【摘 要】
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目前,基础隔震已经是一种发展成熟的地震防护技术,在几次大地震中,大量橡胶垫隔震房屋和桥梁等结构都成功经受住了考验。但是在近断层脉冲型地震作用下,隔震层将产生很大的内
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目前,基础隔震已经是一种发展成熟的地震防护技术,在几次大地震中,大量橡胶垫隔震房屋和桥梁等结构都成功经受住了考验。但是在近断层脉冲型地震作用下,隔震层将产生很大的内力和变形,这对基础隔震结构的抗震性能以及设计都带来了非常不利的影响。为此,我们提出在隔震支座中用磁流变弹性体材料代替普通橡胶材料,充分利用其磁流变效应制作出一种智能可调的隔震系统。结果证明,MRE智能隔震技术是一种优良的半主动控制装置,它可由外加磁场来实时调整其力学性能,从而获得良好的隔震效果。采用基于MRE智能隔震技术来解决工程结构振动中的疑难问题是一种很有前景的新途径。本文主要做了以下几个方面的工作:(1)建立了基础隔震结构在地震下的运动方程,然后以人工合成近断层脉冲型地震记录作为外部输入,采用四阶Runge-Kutta法对一工程实例进行了地震反应分析。结果表明,基础隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下,隔震层产生了较大的内力和位移。因此,十分有必要采用MRE智能隔震装置,寻找新的结构振动控制方式。(2)建立了MRE智能隔震装置的力学模型,然后根据前人的基础,提出了开关控制策略:变刚度控制方式,利用Matlab/Simulink工具箱对结构进行仿真分析,结果表明:开关控制策略简单易行,MRE智能隔震装置的减震效果基本达到设计要求。(3)为得到更令人满意的减震控制效果,应选择合适的半主动控制策略。本文将最小控制合成法(MCS)应用到MRE智能隔震装置在结构控制系统中的研究中,并且以上述工程实例为背景,完成了结构振动自适应控制的仿真分析。结果表明,MCS自适应控制算法能紧逼参考模型响应,达到理想的控制效果。
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