考虑正常使用功能的非线性黏滞阻尼惯容系统多指标减震控制

惯容系统能够对结构进行多指标减震控制,然而,既有惯容减震结构设计方法主要针对结构单一性能指标展开。针对建筑结构在地震作用下的安全性和正常使用的功能需求,考虑工程中常用的非线性黏滞阻尼器,提出一种结合非线性黏滞阻尼的惯容减震结构多目标性能控制策略,以实现对建筑结构的层间位移角和楼面绝对加速度等关键性能指标的有效控制。通过采用主自由度方法和复合靶向控制策略,以惯容系统安装位置的相对变形为主自由度,以靶向控制模态的振型为结构变形形状,将复杂的多自由度原结构解耦为多个附加惯容的主自由度系统,对惯容减震系统的参数和安装位置进行设计,并以一个标准模型为例进行适用性验证。在设计中,非线性黏滞阻尼元件作为关键组成部分,惯容系统提高了阻尼元件的耗能能力,为实现多目标性能控制提供了支撑。研究结果表明,所提出的方法能够有效地降低建筑结构在地震作用下的位移和加速度响应,能够满足建筑的安全性和正常使用的功能要求,同时遵循规范和标准,这种多目标性能控制策略有望为实际工程结构设计提供有力指导。

附加不同形式调谐质量惯容系统的高耸烟囱轻量化减震控制

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统(TMIS)控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减震目标。同时,考虑烟囱高阶模态对其地震响应不容忽视的影响,提出沿烟囱高度布置的分布式TMIS以实现多模态控制效果。建立了基于两种不同惯容子系统的TMIS力学模型及相应的附加分布式TMIS烟囱运动方程。以金井清谱为随机地震激励输入,并基于改进的定点理论提出了分布式TMIS的部分设计参数简化假设,提出了基于需求的分布式TMIS烟囱结构多模态优化设计方法。通过实例验证了所建议设计方法的有效性,并对比检验了分布式TMIS的轻量化及多模态控制效果,通过参数分析检验了所采用的改进定点理论简化的合理性。结果表明:所建议的设计方法可以按照预定目标发挥两种分布式TMIS的减震性能,两种分布式TMIS均显示了明显的轻量化减震效果。

基于最大耗能增效原则的惯容减震系统解析设计公式

惯容减震系统在高效吸能的同时可放大其内部耗能装置的变形,从而提高耗能减震效率,此耗能增效特性是惯容减震系统的关键机理,可作为物理意义明确的惯容系统设计原则。但目前惯容耗能增效设计方法的计算公式复杂,不便应用。为充分发挥惯容系统的耗能增效特性,提出以“最大耗能增效”为设计原则,以满足性能需求为直接导向,进而推导出解析形式的惯容减震系统设计公式。基于随机振动理论得出了单自由度惯容减震结构在白噪声激励下均方响应的解析式,并结合极值条件及零固有阻尼假定完成了惯容系统最优参数的推导。在解析公式的基础上给出了惯容减震系统基于最大耗能增效原则的设计流程,并编制相应程序进行了单自由度惯容减震结构的算例设计与验证。算例分析结果验证了该文设计原则与解析公式的正确性与有效性。

利用惯容隔震系统的结构层间隔震研究

层间隔震技术对于结构竖向不规则以及结构增层等状况有良好的适用性。然而,层间隔震可能出现的较大隔震层变形会带来结构设计的困难。通过在隔震层中设置阻尼元件可以减少变形,但是过大的阻尼出力和过多的数量需求可能导致空间布置和安装不便。惯容元件为解决以上问题提供了一种新的途径。该研究提出采用惯容隔震系统作为层间隔震提高能量耗散效率的手段以控制地震响应,同时也给出了基于性能需求的惯容层间隔震的参数优化设计方法。并以一个标准钢结构模型验证了方法的有效性。结果表明:惯容元件的使用显著降低了上部子结构的地震响应和隔震层的变形,惯容系统实现了预期的耗能增效作用。

基于阻尼器反力墙体系的特大型LNG储罐控制研究

特大型液化天然气（LNG）储罐的固有频率通常介于2~10 Hz之间,处于大部分地震运动的频率范围之内。在过去的几十年中,许多事故已经证明,储罐在地震作用下很容易遭破坏。使用隔震支座来减少储罐的地震作用已经被证明是非常有效的,但对于特大型LNG储罐,其连接组件对隔震层层间位移有严格限制,尤其是在软土场地中,桩水平抗力与隔震层位移是一对矛盾,普通隔震系统会在隔震层产生较大位移,导致特大型LNG储罐连接组件的设计非常困难。因此提出了一种由环形阻尼器反力墙、粘滞阻尼器以及安装于基桩顶端的隔震支座组成的新型隔震系统,反力墙独立设置于地基中,不与桩基连接,罐底的部分剪力直接向反力墙传递。以容量为16万m3的特大型LNG储罐为例,建立多自由度集中质量简化模型,以层间位移、桩基剪力作为性能指标进行了评价分析。结果显示,新型隔震系统对特大型LNG储罐隔震层位移及桩基剪力的控制非常有效。

特大型LNG储罐抗(减)震研究发展综述

特大型LNG储罐结构同一般的储罐设施相比有着显著不同,结构本身复杂,而安全要求则又等同于核电设施,其结构设计理论目前仍然由国外少数公司掌握。特大型LNG(液化天然气)储罐属于生命线工程,其抗震能力对保证安全供气十分重要。文中介绍了特大型LNG储罐在地震作用下所涉及的液固耦合、结构各部分间相互作用、振动控制系统、土结相互作用及所使用标准等方面的研究现状,对国内外已建罐体结构形式、基础结构方案、结构振动控制装置进行了总结。同时,提出了国内外在特大型LNG储罐抗(减)震分析方面研究的不足及可以深入研究的内容和发展趋势,期望为我国LNG储罐建设的国产化提供有意义的理论和技术参考。

3·11大地震中大空间结构破坏主因及加固对策

通过对日本3·11大地震的震后现场调查,发现既有大跨空间结构梁柱连接节点的设计假定与真实情况不符。本次地震造成了这类建筑钢屋架与混凝土柱的连接部位普遍存在不同程度的损坏,在同类建筑中,作为灾民临时避难安置场所的500余座体育馆建筑,存在极大的安全隐患。为了探究这类损伤的原因,建立了某一体育馆的结构整体模型和连接部位的精细化弹塑性模型,并有针对性地提出了在连接处安装橡胶垫的加固方法,通过数值模拟计算和现场实测证明这是一种有效易行的节点连接加固方法。

惯容减震(振)系统及其研究进展

惯容是一种两端点加速度相关型新型结构控制元件。惯容减震(振)系统是包含惯容元件的结构振动控制系统。该文整理并总结了国内外学者在惯容及惯容减震(振)系统方面取得的大量研究成果,从惯容的实现机理、惯容减震(振)系统性能、惯容减震(振)结构体系的分析设计三个方面介绍、论述惯容的原理及其在减震(振)控制领域的发展历程与研究现状。相比于传统减震(振)系统,惯容减震(振)系统具有如下优势:能够实现惯性的灵活调整和频率的调节、改变结构惯性同时基本不改变结构的物理质量、提高惯容系统中消能器的耗能效率。该文旨在梳理惯容减震(振)系统的发展脉络与现状,为惯容减震(振)系统在结构振动控制中的应用提供理论依据和设计参考,以推进惯容减震(振)系统理论与实践的持续发展。

典型激励下调谐质量惯容系统TMIS的轻量化结构控制

经典调谐质量减振系统往往需要较大的附加质量和相应的额外安装空间,为其实际使用带来不便。惯容系统是一种新型的高效振动控制装置,具有两端点惯性、表观质量增效和耗能增效等特性,其中表观质量增效特性可以实现轻量化结构振动控制。该文聚焦具有轻量化控制特征的广义调谐质量惯容减振系统(Tuned mass inerter system,TMIS),陈述其基本原理与典型拓扑形式。考虑地震作用、风荷载与人致激励三种典型动力激励,提出适用于广义TMIS的基于性能需求的优化设计方法获得惯容系统的参数,在使结构满足性能目标的同时降低所需调谐质量的大小。通过与经典调谐质量减振系统进行对比,说明调谐质量惯容系统的轻量化减振控制优势,并通过典型案例及其动力响应分析加以验证。研究表明:TMIS是一种高效的结构振动控制装置,在多种典型灾害下均能有效实现结构减振控制的性能目标与减小调谐质量需求的轻量化目标,为结构振动控制问题的解决提供了便利的新选择。

马克思关于人的属性及其有关概念的界说和意义

人的属性及其有关概念——人的本性、人性、人的本质、人的类本质、单个人的本质等等,在我国学术界往往是混为一谈的。其实,马克思早就把它们区别开来,作为几个不同层次的概念来研究。马克思认为,人的属性是一个外延最大的概念,它指的是人的全部属性,即人的动物性(自然属性)和社会性的辩证统一。马克思指出:“人是最名副其实的政治动物”。人既然是“动物”,当然也就不可避兔地带有“动物性”,如饮食男女、自保、潜在的语言、思维、劳动能力等等。正如恩格斯所说:“人来源于动物界这一事实已经决定人永远不能完全摆脱兽性。

社会最优化原理初论

社会最优化理论是一门事关人类前途命运的边缘交叉新兴学科。本文首次从社会最优化理论的提出、社会最优化原理的内在规定、社会最优化的现实可能性、社会最优化的综览与展望四个方面，对社会最优化原理进行了全面系统深入的探讨。

基于性能的结构抗震设计研究

阐述了基于性能的抗震设计产生的背景、概念、发展状况、特点及研究内容,介绍了基于性能的结构抗震设计方法,研究表明,基于性能的抗震设计能够对结构在未来可能地震作用下的性能进行有效控制。

人生最优化哲学论析

人生最优化研究,作为一门新兴科学,是理论化、系统化的人生最优观和人生最优化方法论的统一,或曰人生最优化哲学、人生最优学。人生最优化的取向要求是,最正确科学地认识、改造和创造世界尤其是认识、改造和创造自身,最大限度地造福于人生;基本方略是,立足人生,统筹兼顾,全面发展;实质要义是,按照人生最大价值效益取向与事物一定属性特点相统一的规定,向最好努力,向最坏预防;核心精髓是,以最少的人力、物力、财力、时间投入、消耗,获得最大的人生价值效益;目的归宿是,全方位创造、实现和拥有最美好的人生。

也谈自私不是人的本性

“自私不是人的本性”(简称“非私论”),本来是一个正确的观点,然而,它却没有因其自身的正确性而驳倒与其相对立的“自私是人的本性”(简称“自私论”)的观点,确立起自己的观点。(参看《国内哲学动态》一九八一年第一期《人生观讨论综述》一文)这是什么原因呢?我认为,原因不在于“非私论”本身,而在于它对“自私论”的批驳和对自己所主张的观点的阐述上。大家知道,“自私论”在理论上主要是这样来论证自身的,即:人都有动物性,因而,也都具有食欲、自卫和性欲,这三种与生俱来不可消除的生理上的为已本性。

关于两个哲学观点的异议

“事物的量变必然引起事物的质变”,以及事物“都是要走向自己的反面”,这是哲学界长期以来一直沿用的两个哲学观点。实际上,这两个观点是不够准确的。我们知道,事物的量变是多种多样的,如果把它们归结起来大体可分为四种:一是事物本身数量的增加(如水由一滴到一湖);二是事物本身数量的减少,其中包括减少到零(如鸡蛋由无数个变为一个或零);三是事物内部因素的成比例的量变(如一个人的形体由小孩到成人);四是事物内部因素的不成比例的量变(如某些动植物的畸形发育或发展)。事物的这些多种多样的量变,有的能引起事物的质变,有的则根本不能。

语言最优化初探

语言最优化可谓是重大而又崭新的研究课题。语言最优化的基本内容体系主要涉及以下五个方面：即语音的最优化、语义的最优化、语法的最优化、逻辑的最优化、修辞的最优化。五者既相互区别，又相互联系。彼此相辅相成，相得益彰，形成五位一体，不可分割的有机整体。

减震结构基于模态阻尼耗能的附加有效阻尼比计算

快速准确估计附加有效阻尼比对于减震结构的设计过程具有提高工效意义。提出一种基于有效模态阻尼耗能概念的附加有效阻尼比计算方法,其物理意义明确,充分考虑了有效阻尼比的时变特性,且具有计算简单、精度高等优点。结合实际工程案例,对该方法计算值的精确性进行了验证,并与国家"抗规"方法进行了对比。

软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析

在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。

调谐黏滞质量阻尼器基于遗传算法的参数优化研究

本研究针对调谐黏滞质量阻尼器结构现有设计理论中存在的缺陷,提出了基于遗传算法的参数优化设计方法。现有方法利用定点理论获取阻尼器优化设计参数时,存在忽略主结构固有阻尼,优化参数适应频带窄以及附加质量比取值不明确等问题。基于遗传算法的调谐黏滞质量阻尼器结构优化设计方法可以根据实际需求适应目标,能够综合考虑共振频率和非共振频率对结构的影响。研究中针对主结构为单自由度的体系,对采用两种方法得到的设计结果进行了对比分析,结果表明,相较于既有方法,所提出的方法能够更为有效地得到系统的优化解,获得更好的减震效果。