高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)預(yù)測控制.pdf

1、近年來,隨著城市的發(fā)展和人口數(shù)量的增長,越來越多的高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,大大緩解城市用地緊張的問題.但是,許多建筑結(jié)構(gòu)都處在地震活動較活躍的地帶,隨之而來的安全問題逐漸引起人們的關(guān)注.因此,減小建筑結(jié)構(gòu)在地震激勵下的響應(yīng)成為當(dāng)前一個非常重要的研究課題.結(jié)構(gòu)振動控制是最近十幾年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科,主要研究結(jié)果控制的理論、方法和措施.結(jié)構(gòu)振動控制可以分為被動控制、主動控制、半主動控制和混合控制.主動和半主動控制裝置能夠增強建筑結(jié)

2、構(gòu)在地震和大風(fēng)作用下的抗振性能,因此研究適合這些裝置的控制策略具有重要意義.預(yù)測控制是70年代后期產(chǎn)生的一類新型計算機控制方法,并已在許多過程工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用.預(yù)測控制以系統(tǒng)響應(yīng)的預(yù)測模型為基礎(chǔ),利用滾動優(yōu)化和反饋校正的思想,對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)控制力,使對象輸出與期望值之間的偏差達(dá)到最小.該文主要研究高層建筑結(jié)構(gòu)振動控制的結(jié)構(gòu)模型和預(yù)測控制算法,首次將預(yù)測控制應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)控制中,在分析受地震波激勵的高層建筑結(jié)構(gòu)

3、模型的運動方程及其狀態(tài)空間形式方程的基礎(chǔ)上,確定預(yù)測模型和控制目標(biāo)函數(shù),建立高層建筑結(jié)構(gòu)預(yù)測控制系統(tǒng),從理論上對預(yù)測控制在高層建筑結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用進(jìn)行研究.以MATLAB為仿真工程,對12層高層建筑結(jié)構(gòu)模型在EI-Centro地震波激勵下的加速度和位移響應(yīng)進(jìn)行仿真,并對結(jié)構(gòu)在無控制和預(yù)測控制兩種情況下的響應(yīng)進(jìn)行比較,結(jié)構(gòu)頂層加速度的最大值和均方根值分別減小50％和47.7％,位移的最大值和均方根值分別減小74.5％和71.9％,減震