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半主动碰撞耗能技术的减震机理与试验研究
【机构】 同济大学土木工程学院； 同济大学土木工程防灾国家重点实验室；
【摘要】 为了提高建筑结构的抗震性能并增强传统被动控制装置的减震效率,本研究提出了一种可变间隙的半主动碰撞耗能技术。该技术利用耗能装置的质量块和挡板之间的碰撞来实现主体结构和耗能装置的动量交换,根据半主动控制策略提供控制力,具有外部能源需求小、对外部激励和结构特性不敏感等优势。提出了一种状态预测补偿工作机制以减小时滞效应引起的误差,搭建了基于控制策略的实时监测反馈系统,完成了半主动碰撞耗能装置的设计和制作。通过开展五层钢框架振动台试验和数值模拟研究,对比分析了半主动碰撞耗能技术和传统被动碰撞耗能技术的减震性能,并进一步揭示了半主动碰撞耗能技术的减震机理。试验和模拟结果表明,本研究提出的半主动碰撞耗能装置可以按照设计的半主动控制策略高效工作,附加耗能装置的结构在地震作用下峰值减震率和均方根减震率可达到33.45%和65.97%。相比传统被动碰撞耗能装置,半主动策略的引入可以稳固提升碰撞耗能系统在复杂激励环境下的减震性能。通过减小碰撞质量块和轨道之间的摩擦可以进一步加速阻尼器的启动速度,使半主动控制系统快速响应提升减震效率。
【基金】 国家科技支撑计划项目(xxxxxxxxxxxx);国家自然科学基金(xxxxxxxx)
- 【会议录名称】 第九届全国结构抗振控制与健康监测学术会议摘要集
- 【会议名称】第九届全国结构抗振控制与健康监测学术会议
- 【会议时间】2023-05-12
- 【会议地点】中国湖南长沙
- 【分类号】TU973.31
- 【主办单位】中国振动工程学会结构抗振控制与健康监测专业委员会