| 【中文题名】 | 巨—子型框架减振结构体系风振主动、混合控制仿真分析 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-6-27 |
| 【中关键词】 | 巨-子型框架减振结构,时程分析,风荷载模拟,主动控制,混合控制,控制效果 |
| 【英关键词】 | Mega-sub frame controlled structure,Time history analysis,Wind load simulation,Active control,Hybrid control,Control effect, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>特种结构>抗震动结构、防灾结构>耐震、隔震、防爆结构 |
| 【论文摘要】 | 巨—子型框架减振结构是Maria Q. Feng和Akira Mita结合结构控制理论和一般巨型框架结构的特点提出的一种新型的超高层建筑形式,它巧妙的将TMD和MTMD的质量调频原理应用于结构中,形成了一种具有自减振功能的结构体系。
论文在前人研究的基础上,从结构的安全性和舒适度要求出发,研究了巨—子型框架减振结构的主动控制和混合控制,并结合算例对其在风荷载作用下的动力响应进行仿真分析,以证明其有效性。
采用集中质量模型,主结构以弯曲变形为主,子结构以减切变形为主,建立了巨—子型框架减振结构的风振分析模型,给出了动力方程的具体形式;按照谐波叠加法中的M. Shinozuka方法对主结构顺风向脉动风荷载进行模拟,涉及到脉动风压规格化功率谱的推导以及脉动风荷载功率谱的计算;建立了巨—子型框架减振结构的风振主动控制分析模型,并基于线性二次型(LQR)经典最优控制算法推导了最优控制力;提出主动控制和调节结构参数相结合的新的混合控制系统,并用最优控制算法分析该系统,具体有两种方法:主动控制和调节子结构与主结构的刚度比相结合以及主动控制和调节子结构与主结构的质量比相结合;采用wilson-θ法对主... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
6-15 |
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1．1 研究背景 |
6 |
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1．2 巨—子型框架减振结构体系 |
6-9 |
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1．2．1 巨型框架结构 |
7-8 |
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1．2．2 巨—子型框架减振结构 |
8-9 |
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1．3 巨—子型框架减振结构风振控制 |
9-13 |
|
1．3．1 必要性 |
9-10 |
|
1．3．2 控制目标 |
10 |
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1．3．3 控制方法分类 |
10-11 |
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1．3．4 土木工程中的主动控制算法与混合控制方法 |
11-13 |
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1．3．4．1 主动控制算法 |
11-12 |
|
1．3．4．2 混合控制方法 |
12-13 |
|
1．4 目前国内外发展趋势 |
13-14 |
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1．5 论文工作介绍 |
14 |
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1．6 本章小节 |
14-15 |
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第二章 巨—子型框架减振结构风振模型与时程分析方法 |
15-25 |
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2．1 分析模型 |
15 |
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2．2 动力方程 |
15-19 |
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2．2．1 质量阵M |
15-16 |
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2．2．2 刚度阵K |
16-17 |
|
2．2．3 阻尼阵C |
17-19 |
|
2．3 时程分析方法 |
19-25 |
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2．3．1 问题的提出 |
19-21 |
|
2．3．2 wilson-θ法 |
21-23 |
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2．3．2．1 分析方法 |
21-22 |
|
2．3．2．1 计算步骤 |
22-23 |
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2．4 仿真算例简介 |
23-24 |
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2．5 本章小节 |
24-25 |
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第三章 主结构顺风向脉动风荷载模拟 |
25-37 |
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3．1 引言 |
25-26 |
|
3．2 风荷载的测试技术 |
26-27 |
|
3．2．1 风洞试验 |
26 |
|
3．2．1 现场实测 |
26-27 |
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3．3 目前常用的风荷载模拟方法 |
27-28 |
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3．4 主结构顺风向脉动风荷载功率谱 |
28-33 |
|
3．4．1 脉动风速谱 |
28-29 |
|
3．4．2 脉动风压的规格化功率谱 |
29-30 |
|
3．4．3 脉动风的空间相关性 |
30-31 |
|
3．4．4 脉动风荷载功率谱 |
31-33 |
|
3．5 M. Shinozuka风荷载模拟方法 |
33-34 |
|
3．6 算例模拟 |
34-36 |
|
3．7 本章小节 |
36-37 |
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第四章 巨—子型框架减振结构的主动控制 |
37-51 |
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4．1 引言 |
37-38 |
|
4．2 分析模型 |
38 |
|
4．3 巨—子型框架减振结构的线性二次型(LQR)经典最优控制 |
38-43 |
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4．3．1 控制方程与状态方程 |
38-39 |
|
4．3．2 性能指标 |
39-40 |
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4．3．3 最优控制设计 |
40-42 |
|
4．3．4 等效动力方程 |
42-43 |
|
4．4 算例仿真分析 |
43-50 |
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4．5 本章小节 |
50-51 |
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第五章 巨—子型框架减振结构的混合控制 |
51-69 |
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5．1 引言 |
51 |
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5．2 主动控制和调节子结构与主结构的刚度比RD相结合 |
51-60 |
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5．2．1 RD的定义 |
51-52 |
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5．2．2 混合控制算法 |
52-54 |
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5．2．2．1 控制方程 |
52-53 |
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5．2．2．2 最优控制设计 |
53-54 |
|
5．2．2．3 等效动力方程 |
54 |
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5．2．3 算例仿真分析 |
54-60 |
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5．3 主动控制和调节子结构与主结构的质量比RM相结合 |
60-68 |
|
5．3．1 RM的定义 |
60 |
|
5．3．2 混合控制算法 |
60-62 |
|
5．3．2．1 控制方程 |
60-61 |
|
5．3．2．2 最优控制设计 |
61-62 |
|
5．3．2．3 等效动力方程 |
62 |
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5．3．3 算例仿真分析 |
62-68 |
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5．4 本章小节 |
68-69 |
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第六章 主要结论总结与论文展望 |
69-72 |
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6．1 主要结论总结 |
69-70 |
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6．2 论文展望 |
70-72 |
|
参考文献 |
72-77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.121424 |
