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第一篇 工程结构减震控制概论3

第1章 人类减轻地震灾害的对策及教训3

1-1 地震灾害对人类的严重威胁3

1-2 人类减轻地震灾害的基本对策3

1-3 中国唐山、日本阪神等大地震的经验教训5

第2章 工程结构减震控制的基本概念7

2-1 工程结构耐震技术的演变与发展7

2-2 工程结构减震控制的定义及减震机理8

2-3 工程结构减震控制的内容及分类9

2-4 工程结构减震控制的特点及优越性9

第3章 工程结构减震控制的发展历史、应用与现状14

3-1 中国古建筑隔震消能技术的成功应用14

3-2 世界各国古建筑结构的隔震消能减震效果调查19

3-3 当代工程结构减震控制技术发展的五个阶段22

3-4 目前各项减震控制技术的应用范围、成熟程度及有关问题24

3-4-1 隔震技术24

3-4-2 消能减震技术24

3-4-3 质量调谐减震技术(TMD等)25

3-4-4 主动控制技术(AMD)25

3-4-5 混合控制技术25

第二篇 结构隔震29

第4章 结构隔震体系概述29

4-1 简单结构隔震体系的基本特性和减震机理29

4-2 结构隔震体系的优越性及应用范围30

4-3 隔震技术的分类及构造做法32

4-4 隔震技术在我国的最新研究发展和应用现状33

4-5-1 日本的隔震技术38

4-5 隔震技术在世界各国的最新研究发展和应用现状38

4-5-2 美国的隔震技术41

4-5-3 新西兰的隔震技术44

4-5-4 意大利的隔震技术45

4-5-5 其他国家的隔震技术45

4-6 夹层橡胶垫隔震技术的成熟程度分析46

4-6-1 隔震技术成熟程度的判断标准46

4-6-2 夹层橡胶垫隔震技术的成熟程度及存在问题47

4-7 隔震技术的未来发展48

第5章 基础隔震体系结构动力反应分析及控制计算49

5-1 单质点基础隔震体系结构动力分析49

5-1-1 隔震结构动力分析模型49

5-1-2 隔震结构加速度反应分析50

5-1-3 隔震结构位移反应分析51

5-2 多质点基础隔震体系结构动力分析52

5-2-1 多质点平动体系结构动力分析模型52

5-2-2 多质点平动体系基础隔震结构地震反应方程53

5-2-3 多质点平摆动体系结构动力分析模型54

5-2-4 多质点平摆动体系结构地震反应分析55

5-3 基础隔震体系隔震效果分析及控制56

5-3-1 隔震结构与传统抗震结构的理论分界线56

5-3-2 基础隔震结构的隔震效果分析58

5-3-3 基础隔震结构刚度与阻尼比的合理控制59

5-4 基础隔震体系刚度和阻尼的近似计算方法59

5-4-1 刚度和阻尼的计算依据60

5-4-2 隔震装置水平刚度的近似计算60

5-4-3 隔震装置阻尼比ζ的近似计算61

5-5 基础隔震体系对地面竖向震动的反应分析62

5-5-2 竖向震动反应计算公式63

5-5-1 基础隔震体系对地面竖向震动的反应分析模型63

5-5-3 竖向震动反应分析64

第6章 隔震装置的性能、试验和设计66

6-1 夹层橡胶垫的构造特性66

6-2 夹层橡胶垫的形状系数67

6-3 夹层橡胶垫的轴压承载力68

6-3-1 轴压承载力的定义及应用意义68

6-3-2 轴压破坏的形式和特点69

6-3-3 轴压承载力的影响因素及计算70

6-3-4 轴压承载力的破坏试验及分析71

6-4 夹层橡胶垫剪压承载力及水平剪切变形72

6-4-1 剪压承载力的定义及应用意义72

6-3-5 轴压承载力的设计取值72

6-4-2 剪压受力特点及承载力的试验分析73

6-4-3 水平容许剪切变形的设计取值73

6-5 夹层橡胶垫受拉承载能力76

6-5-1 受拉承载力的定义及应用意义76

6-5-2 拉伸承载力的试验分析77

6-5-3 受拉承载力的设计取值78

6-6 夹层橡胶垫水平刚度79

6-6-1 水平刚度的定义及应用意义79

6-6-2 水平刚度的影响因素及试验分析79

6-6-3 水平刚度计算85

6-6-4 水平刚度的试验测定86

6-7 夹层橡胶垫竖向刚度及竖向位移88

6-7-1 竖向刚度及竖向位移的定义及应用意义88

6-7-3 竖向刚度的计算89

6-7-2 竖向刚度的影响因素及试验分析89

6-7-4 竖向刚度的试验测定91

6-7-5 竖向位移的计算和试验测定92

6-8 夹层橡胶垫的阻尼94

6-8-1 阻尼的含义及工程应用意义94

6-8-2 阻尼材料的特性和分类94

6-8-3 阻尼的影响因素及试验分析95

6-8-4 阻尼比的试验测定和计算98

6-9 夹层橡胶垫的耐久性98

6-9-1 耐久性的含义及影响因素98

6-9-2 耐久性的应用调查及分析结论99

6-9-3 耐臭氧老化试验及分析101

6-9-4 耐热老化试验及分析102

6-9-5 徐变试验及分析105

6-9-6 低局疲劳试验及分析108

6-10 夹层橡胶垫在我国的研制、生产和规格性能114

第7章 隔震结构振动台试验和地震考验分析116

7-1 隔震结构大比例模型振动台及减震分析116

7-1-1 振动台试验概述116

7-1-2 地震输入117

7-1-3 隔震结构与传统抗震结构地震反应对比119

7-1-4 隔震结构的振型122

7-1-5 隔震效果与频率比(ω/ωn)的关系125

7-2 隔震结构经受真实地震考验的记录及分析126

7-2-1 日本东京湾地震中21幢隔震房屋地震记录分析126

7-2-2 日本东京湾地震中两幢对比房屋地震记录分析127

7-2-3 日本阪神大地震中西部邮政大楼地震记录分析130

7-2-4 日本阪神大地震中松村研究所两栋对比楼地震记录分析133

7-2-5 美国北岭地震中南加州大学医院大楼地震记录分析134

7-2-6 中国台湾海峡地震中汕头隔震楼经受考验136

7-2-7 中国云南地震中大理隔震房屋经受考验138

7-3 隔震结构减震效果分析结论139

第8章 隔震结构工程实用设计计算方法140

8-1 隔震结构工程实用设计计算内容和步骤140

8-2 隔震结构总水平地震作用简易计算法--底部剪力法141

8-2-1 底部剪力法的基本假定及计算模型141

8-2-2 结构总水平地震作用基本计算公式141

8-2-3 底部剪力法应用范围和存在问题142

8-3-1 地震反应控制法的基本假定及计算模型143

8-3-2 结构地震反应基本计算公式143

8-3 隔震结构地震反应计算法--结构地震反应控制法143

8-3-3 结构地震反应控制法基本计算公式的试验验证144

8-3-4 结构地震反应控制法的应用范围和存在问题147

8-4 隔震结构地震反应动力分析法147

8-4-1 动力分析法的基本假定及计算模型147

8-4-2 动力分析法基本公式148

8-4-3 动力分析法的应用及实例149

第三篇 结构消能减震159

第9章 结构消能减震概述159

9-1 结构消能减震的基本概念159

9-2 结构消能减震的优越性及应用范围160

9-3 结构消能减震体系的分类和构造161

9-3-1 消能构件的不同构造形式162

9-3-2 消能装置的不同消能形式164

10-1 结构体系自由振动消能减震167

第10章 结构消能减震机理167

10-2 结构体系强迫振动消能减震169

10-3 结构体系共振消能减振170

第11章 结构消能减震体系设计计算方法174

11-1 循环设计法174

11-1-1 基本假定174

11-1-2 设计步骤和方法175

11-1-3 应用范围和评价176

11-2 时程分析法177

11-3 能量平衡法178

12-1-1 X形钢板消能装置的设计、构造、消能机理和应用181

12-1-2 X形钢板消能参数计算181

12-1 X形钢板消能装置181

第12章 消能装置的设计、试验和工程应用181

12-1-3 X形钢板消能性能试验183

12-1-4 X形钢板耐低周疲劳试验184

12-2 环形钢板消能装置187

12-2-1 环形钢板消能装置的设计、构造、消能机理和应用188

12-2-2 环形钢板消能参数计算188

12-2-3 环形钢板消能性能试验190

12-2-4 环形钢板耐低周疲劳试验192

12-3 铅-粘弹性复合阻尼器192

12-4 钢材受弯屈服型消能支撑193

12-5 复合摩擦型消能支撑195

12-5-1 复合摩擦型消能支撑简介195

12-5-2 复合摩擦型消能支撑工作机理196

12-5-3 复合摩擦型消能支撑足尺模型低周反复荷载试验197

12-5-4 复合摩擦型消能支撑结构模型模拟地震振动台试验197

12-5-5 复合摩擦型消能支撑在我国的工程应用198

12-6 液压质量控制系统(HMS)202

12-6-1 HMS系统控制原理202

12-6-2 HMS系统模型试验及分析203

12-7 Pall摩擦阻尼装置204

12-8 粘弹性阻尼装置206

第四篇 结构被动调谐减震控制211

第13章 结构被动调谐减震控制概述211

13-1 结构被动调谐减震控制的基本概念和分类211

13-2 结构被动调谐减震控制的优越性和应用范围212

13-3 结构被动调谐减震控制工程应用中的几个问题213

第14章 单质点结构被动调谐减震控制设计计算与分析214

14-1 主结构直接受简谐激励的调谐减振控制214

14-1-1 无阻尼子结构的调谐减振控制214

14-1-2 有阻尼子结构的调谐减振控制217

14-1-3 主结构直接受简谐激励的调谐减振控制设计计算219

14-2 主结构直接受随机激励的调谐减振控制220

14-3 基底受地震激励的结构的调谐减震控制222

第15章 多质点结构被动调谐减震控制设计计算与分析226

15-1 多质点结构被动调谐计算模型分析226

15-2 多质点结构被动调谐减震设计计算公式226

15-3 多质点结构被动调谐减震效果分析228

第16章 结构被动调谐减震控制的试验和工程应用231

16-1 结构被动调谐减震控制的振动台试验231

16-1-1 试验结构模型和调谐参数231

16-1-2 调谐减震试验记录及分析232

16-2 结构被动调谐减震控制的工程应用234

16-3-2 应用范围和技术经济效益指标236

16-3-1 技术要点236

16-3 楼房加层减震技术236

16-3-3 工程应用实例237

第五篇 结构主动减震控制241

第17章 结构主动减震控制概述241

17-1 结构主动减震控制的基本概念和分类241

17-2 结构主动减震控制的优缺点和应用范围242

17-3 主动控制应用于21幢建筑的减震效果243

第18章 结构主动控制的减震机理和系统组成246

18-1 结构主动控制的减震机理246

18-2 主动施加控制力的减震控制246

18-3 主动变刚度、变阻尼的减震控制248

18-4 主动控制系统的组成和工作流程248

19-2 经典线性最优控制算法251

19-1 主动控制算法的现状和发展251

第19章 主动控制算法251

19-3 瞬时最优控制算法252

19-4 改进瞬时最优控制算法253

第20章 主动减震控制结构的试验和工程应用地震考验255

20-1 主动质量阻尼器AMD振动台试验255

20-2 主动质量阻尼器AMD工程应用地震考验255

20-3 主动质量驱动器AMD试验和工程应用地震考验260

20-4 主动拉索系统ATS振动台试验263

20-5 混合质量阻尼器HMD振动台试验266

20-6 主动被动调谐质量阻尼器APTMD工程应用地震考验268

20-7 主动变刚度AVS工程应用地震考验271

20-8 主动变阻尼AVD振动台试验272

参考文献275