近斷層地震下基于模糊控制的半主動隔震系統(tǒng)減震研究.pdf

1、近年來，基礎(chǔ)隔震已經(jīng)成為對重要土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行減震防護(hù)的重要措施。雖然阻尼器能夠在強(qiáng)震中有效地降低隔震結(jié)構(gòu)的基底位移，但是較大的被動阻尼力會使上部結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)出現(xiàn)明顯放大的現(xiàn)象。而半主動控制作為一種智能控制策略，能夠通過當(dāng)前的結(jié)構(gòu)響應(yīng)實時調(diào)整輸出阻尼力的大小，因此比傳統(tǒng)的被動控制更具優(yōu)越性。近斷層地震動具有不同于遠(yuǎn)場地震動的地震形式和破壞方式，成為當(dāng)今學(xué)者研究的熱點。本文對近斷層地震動及隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，提出了基于壓電摩擦阻尼器的模

2、糊控制策略，主要工作包括以下幾個方面：
　　(1) 對近斷層地震動的特征進(jìn)行研究。在數(shù)據(jù)庫中選取不同場地下的近斷層地震動，并建立了不同場地下近斷層地震動反應(yīng)譜，生成不同場地下的人工近斷層地震動。研究表明：近斷層地震動的破裂向前方效應(yīng)和滑沖效應(yīng)導(dǎo)致近斷層地震動具有明顯的長周期速度脈沖，而且近斷層地震動反應(yīng)譜的特征周期及動力系數(shù)均大于遠(yuǎn)場地震，并且場地條件越軟，特征周期和動力系數(shù)越大。
　　(2) 提出基于壓電摩擦阻尼器的新型模

3、糊控制器，該模糊控制應(yīng)用多級式模糊控制策略，其中次級模糊控制器以隔震層的速度和位移為輸入，以阻尼器的電壓為輸出；高級模糊控制器以地震動速度為輸入，實時調(diào)整次級模糊控制的量化因子及比例因子，并采用遺傳算法對高級模糊控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(3) 應(yīng)用MATLAB軟件，對一隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬，并與最優(yōu)半主動控制和被動控制的減震效果進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明，本文提出的模糊控制器能有效地降低隔震結(jié)構(gòu)的基底位移和上部結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)，并