粘弹性阻尼器隔震结构的混合控制有效性研究及动态仿真

本文主要探讨了粘弹性阻尼器隔震结构的振动控制问题，发表于2008年，作者胡智渊是南昌市第一建筑工程公司的工程师，研究方向集中在高层建筑抗震领域。论文的核心内容聚焦于一种混合振动控制策略，该策略结合了主动控制、半主动控制和被动控制的优点。 研究中，作者利用开尔文模型来模拟粘弹性阻尼器产生的非线性力，这是一种常用的方法，因为它能够准确地描绘出粘弹性材料的耗能特性，其力-位移滞回曲线呈现出椭圆形，这使得其消能能力远超位移相关型的减振装置。对于基础隔震结构，作者考虑到了橡胶垫隔震技术的潜在风险，即橡胶垫在强烈地震下的破坏可能性，因此提出了一种创新的混合控制方案：在隔震层连接作动器，通过控制作动器施加力来抑制橡胶垫的过度水平变形，同时在上部结构配备粘弹性阻尼器，进一步控制整体结构的变形。 在理论分析阶段，作者推导出了混合控制的运动微分方程，并应用线性二次型最优控制理论（LQR），这是一种优化控制方法，旨在最小化系统的震动响应。借助MATLAB软件，作者编写了动态仿真程序，对该控制策略进行了详尽的数值模拟。通过仿真结果，研究证实了设置粘弹性阻尼器的隔震结构采用混合控制策略是有效的，显著降低了隔震层和顶层的位移反应，从而提高了结构的整体抗震性能。 这篇论文不仅深化了对粘弹性阻尼器在隔震结构中的应用理解，还提供了实际工程中结构振动控制的一种创新思路，对提高建筑物的抗震能力具有重要意义。它为后续的结构设计和地震工程领域的研究提供了有价值的数据支持和理论依据。