基于Benchmark模型的抑制屈曲支撑耗能减振作用分析

抑制屈曲支撑可在拉压循环荷载作用下均达到屈服,拉压承载力基本一致,滞回曲线稳定饱满,耗能能力强。基于Benchmark模型对安装抑制屈曲支撑的钢框架结构基于ANSYS的数值分析表明,抑制屈曲支撑不仅可使结构在小震时的抗侧刚度有所提高,同时在大震时通过其往复滞回变形发挥耗能减振作用,大大地降低了结构的地震响应,提高了结构的抗震性能。同时分析表明考虑高阶振型影响的能力谱分析方法是一种更为精确的分析方法。

超高层建筑结构benchmark模型及其地震反应分析

参照上海中心,根据设定的性能目标设计了一个超高层建筑结构的benchmark模型用于超高层建筑结构抗震研究。该结构总高度为606.1 m,抗震设防烈度为7度,场地类别为IV类,设计分组为第一组。该结构采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架钢-混凝土混合结构体系,8道环带桁架将结构分为9个区,环带桁架与型钢混凝土巨柱共同构成了巨型框架结构体系,并通过6道伸臂桁架与核心筒相连,共同承受水平荷载。利用PERFORM-3D软件建立了结构的非线性数值计算模型,对结构进行了弹塑性地震反应分析,验证了结构的抗震性能。计算结果表明,满足现行设计规范的该超高层结构在大震作用下具有较大的安全余量。

地震激励下斜拉桥振动控制Benchmark模型研究

为了在地震波激励下对大跨桥梁结构建立一套振动控制系统评价体系,比较不同控制策略的控制效果,将艾默生纪念桥(Emerson Memorial Bridge)作为斜拉桥振动控制的Benchmark模型,用以研究地震激励下斜拉桥振动控制所采取的各种控制算法和装置的有效性。系统总结十余年来各国学者在该研究中涉及到的各种传统控制算法以及智能算法,阐述了该桥被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制的应用情况,对未来的研究趋势进行展望。以艾默生纪念桥为例,选取新型主动EMD阻尼器作为控制装置,实施基于模糊推理的智能控制。将EMD装置的速度作为模糊控制器输入,制定模糊规则,快速、有效地确定EMD装置输出电压,从而对该桥在线实时控制。数值仿真结果表明:18项控制指标接近于样本控制,尤其对基础处剪力、倾覆力矩以及桥塔处拉索的减振控制效果明显。

基于ASCE SHM Benchmark模型的两阶段结构损伤识别方法

近年来,一种激励未知和输出部分已知条件下结构局部损伤识别的新方法得以提出,这种方法能基于子结构思想进行复杂结构的局部损伤识别,基于此方法,提出两阶段的损伤识别策略,并将其应用于第1阶段ASCE SHMbench-mark模型的case 4的4种损伤识别,以检验此方法的有效性.在第1阶段,提出8-DOF的损伤模型以进行损伤层的定位;第2阶段,利用子结构的思想,提出12-DOF的损伤模型,在包含损伤层的子结构中对损伤进行准确识别和定位.采用扩展卡尔曼方法对增广状态向量进行估计并使用最小二乘对未知激励进行递推,识别未知激励下的结构物理参数.损伤识别的结果显示,此方法能高精度地识别benchmark模型的各种损伤情形.

基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型风振响应半主动控制

在改进的Pall摩擦耗能器的基础上设计了一种智能压电摩擦阻尼器,并分析了其阻尼力模型。利用设计出的智能摩擦阻尼器,采用基于经典线性最优控制理论的半主动控制策略对Benchm ark模型的风振响应控制进行了研究。结果表明:智能压电摩擦阻尼器对标准风振控制模型的半主动控制效果较为明显,相对于无控结构来说能有效降低结构的风振响应。此外,本文对基于限界Hrovat最优控制算法的半主动控制系统的参数优化进行了分析,说明了该半主动控制系统对Benchm ark模型阻尼的不确定性具有很好的鲁棒性,而对刚度的不确定性则表现出一定的敏感性。

基于智能隔震结构Benchmark模型的序列最优控制算法

针对最新提出的智能隔震结构Benchmark模型,阐述了其在考虑横向-扭转耦联振动和双向地震激励下的运动方程,讨论了序列最优算法较之其它几种经典最优算法的改进之处.运用序列最优算法对智能隔震结构Bench-mark模型进行振动控制,并将其和采用LQG算法的控制效果进行了分析比较,结果表明序列最优算法优于LQG算法.

对接梁Benchmark模型的建模与动态特性分析

采用相对描述方式建立了Sandia国家实验室结构连接件与界面研究中提出的对称连接梁Benchmark问题的对称和反对称动力学模型,解析分析了系统的模态特性.解析模型中连接段采用挠性根部法模拟其变形势能,根部挠性参数则根据试验结果识别.并采用虚拟材料法模拟连接段进行了有限元分析.两种方法均获得了该Benchmark模型与其模态试验结果一致的动态特性.

浅谈基于拟力法的Benchmark模型消能减震结构非线性设计

本文介绍了当前国际结构振动控制的公共平台Benchmark模型,并对拟力法的基本原理进行了简要介绍,基于拟力法来进行消能减震结构非线性设计方便可行,具有一定的优越性。

基于隔震结构Benchmark模型的复振型叠加反应谱方法

隔震体系一般由隔震层和上部结构组成,隔震层包括隔震支座和耗能装置,其阻尼特性与上部结构有较大差别。因此,隔震体系阻尼分布具有显著的非比例特性,从而导致其阻尼矩阵不满足无阻尼振型解耦的条件,故在隔震体系中经典的振型叠加反应谱方法已不适用。基于随机振动理论,结合隔震结构的特点,推导了能够考虑非比例阻尼特性的多维地震复振型叠加反应谱方法。针对目前常用的强迫解耦方法,对其误差进行了探讨,发现其阻止了隔震层与上部结构的能量传递,导致上部结构的地震响应偏小。基于隔震结构Benchmark模型对复振型叠加反应谱方法、强迫解耦假定下的反应谱方法、时程分析方法进行了对比,结果表明隔震层阻尼较大时,强迫解耦方法精度较差,并且无法反映隔震层阻尼引起的上部结构地震响应放大效应,复振型叠加反应谱方法计算精度较好,可充分反映隔震结构非比例阻尼的特点。

基于Benchmark模型的柔性大浮空结构模态参数辨识及振动主动控制方法

为形成统一、标准、实用的柔性大浮空结构振动控制评价体系,本文提出了一种基于Benchmark模型的振控效果评价准则,并依此作为对整个研究进程进行指导和后续研究结果进行评价的标准。在此基础上论述了以基于模态参数辨识的振动主动控制为目标的试验与仿真横向并行的研究方法,该方法贯穿于浮空结构振动主动控制的整个纵向研究流程。

基于Benchmark模型的柔性大浮空结构模态参数辨识及振动主动控制方法

为形成统一、标准、实用的柔性大浮空结构振动控制评价体系，提出了一种基于Benchmark模型的振控效果评价准则，并依此作为对整个研究进程进行指导和后续研究结果进行评价的标准。在此基础上论述了以基于模态参数辨识的振动主动控制为目标的试验与仿真横向并行的研究方法，该方法贯穿于浮空结构振动主动控制的整个纵向研究流程。

基于隔震结构Benchmark模型的隔震层刚度分布分析研究

在隔震结构Benchmark模型的基础上,建立了相应的动力反应计算方法及计算程序,并在理想化隔震层刚度布置的情况下研究了隔震层水平刚度分布对基础隔震结构地震响应的影响。通过针对Benchmark模型设计的3种隔震方案的计算结果比较表明:当隔震层刚度中心靠近结构质心时,能显著降低结构的扭转反应,但同时增大了水平位移分量。文中在隔震结构Benchmark模型上建立的计算方法和结论为隔震体系计算和隔震方案设计提供了可靠的依据和途径。

Benchmark模型结构两阶段损伤诊断试验分析

提出了一种基于结构振动特性的两阶段损伤诊断方法,以国际结构控制协会与美国土木工程学会(IASC-ASCE)提出的健康监测Benchmark模型结构为例,对其在力锤脉冲激励和环境激励下的试验数据进行分析,对不同的损伤模式进行了损伤定位和损伤程度的估计。结果表明,在模型误差、测量噪声、质量与刚度分布不确定性等因素的影响下,该两阶段损伤诊断方法能够取得令人满意的损伤识别结果。

基于ANSYS软件benchmark模型耗能减振控制分析

本文系统介绍了当前国际结构振动控制的公共平台———Benchm ark模型,首次给出使用通用有限元软件ANSYS对第3阶段20层非线性钢框架抗震结构的有限元建模,结果表明,模态、无控地震反应分析结果和ASCE给出的MATLAB结果相同。利用粘滞阻尼器对此模型的耗能减振数值仿真分析的结果表明:粘滞阻尼器是一种性能很好的阻尼器,使用本文给出ANSYS的Benchm ark有限元模型来进行耗能减振控制分析是方便的、可行的。

基于Benchmark模型的低刚度隔震支座地震响应研究

建筑隔震设计中广泛使用的铅芯橡胶隔震支座(LRB)在近断层地震作用下,支座位移过大,在满足竖向承载力的同时难以兼顾支座的水平刚度和阻尼值,导致隔震体系的隔震效果不佳,甚至隔震支座可能发生损坏。针对这一问题,研发了一种新型的水平低刚度隔震支座,该支座在满足竖向承载力要求的同时,能将隔震层的水平刚度维持在较低的水准,同时保持较好阻尼性能。本文采用ETABS模拟隔震支座并建立隔震Benchmark模型,通过动力时程分析,对比了传统橡胶隔震方案和水平低刚度隔震方案中结构的最大层间剪力、最大层间位移角和能量耗散等结构响应。结果表明,近断层地震作用下,水平低刚度隔震方案比传统橡胶隔震方案的隔震效果更佳。

基于LQG/LTR方法的结构振动AMD控制Benchmark模型仿真分析

LQG/LTR方法是基于回路传输恢复技术的LQG方法的简称,该方法是为了克服一般的LQG方法稳定裕量低发展而来,该控制方法的优越性已在土木工程结构振动控制领域得到了初步体现,文中主要是结合AMD控制Benchmark模型,对该控制方法在传感器正常工作时和几种失效情况下的控制效果进行仿真分析,仿真结果表明该控制方法具有很好的控制效果并同时兼具较好的稳定性和鲁棒性。

基于GA-BP神经网络的Benchmark模型损伤识别研究

针对BP神经网络存在收敛速度慢及网络泛化能力差得缺点,影响结构损伤识别的精确度。本文采用遗传算法对网络的权值和阈值进行优化,提高神经网络的收敛速度和泛化能力,从而提高识别精确度,采用Benchmark模型验证该方法的有效性。

基于智能隔震结构Benchmark模型的半主动控制非线性隔震系统

针对最新提出的智能隔震结构Benchmark模型,阐述了其在非线性隔震系统下的控制问题.主要介绍了非线性阶段基准问题和Lyapunov半主动控制的原理,并通过Matlab中Simulink模块(S-函数方法)进行仿真模拟分析,计算得到了智能隔震结构Benchmark模型在Lyapunov半主动控制下的控制结果,与被动控制结果对比可知,Lyapunov半主动控制效果显著.

基于Benchmark模型主动控制系统鲁棒H_∞控制

基于模态降阶处理后的第三阶段Benchmark中的三层钢结构模型,在MATLAB中编制鲁棒H_∞控制器程序以及建立Simulink模块,考虑结构层间位移、绝对加速度和控制力控制指标,与LQG控制方式对比,对鲁棒H_∞控制器在模型不确定性方面的鲁棒性进行仿真分析。结果表明:当结构模型参数的偏差较小(±15%)时,基于鲁棒H_∞控制和LQG控制方法设计的主动控制系统,都能取得较好的控制效果;当结构模型参数的偏差较大时(±30%)时,基于LQG控制方法设计的主动控制系统的控制效果明显变差,而基于鲁棒H_∞控制方法设计的主动控制系统的控制效果比较理想,鲁棒H_∞控制方法在模型不确定方面具备较好的鲁棒性。

生命线网络系统抗震拓扑优化的Benchmark模型

生命线系统拓扑优化问题的Benchmark模型是评测新型算法正确性和适用性的重要手段。基于此,首先以生命线网络系统抗震拓扑优化分析模型为背景,建立了该优化问题的三个Benchmark模型,并在Visual Compaq Fortran开发环境下,通过穷举法统计出解空间的所有网络,进而甄选出不同节点可靠度约束下的最优网络和若干次优网络,最后利用上述Benchmark模型对生命线网络系统抗震拓扑优化中的蚁群算法进行测试。结果表明,当网络规模较小时,蚁群算法能精确地搜索到最优解;当网络规模增大后,蚁群算法也能以较大概率搜索到最优解或次优解。