强震下超高建筑与周期性基础的相互作用与破坏机制研究

近年来新材料层出不穷，并伴随有许多非常有趣的发现，为土木工程结构新体系的研制提供了可能，也为研究注入了活力。本申请研究其中两个发现在超高建筑隔震中的应用及由此引出的相关问题。一个发现是周期性介质的禁带特性。对周期性介质，总能经过设计使其存在频率禁带，当输入波的频率在该禁带范围内时，波不能在该介质中传播。另一个发现是周期性介质中线缺陷的导波特性。人为地对周期性介质构造一些线缺陷，可以调控非禁带内的声波或弹性波在介质中的传播方向。在土木工程领域，地震动的"卓越"周期最受关注。针对该"卓越"周期，研制具有禁带特性的超高建筑的隔震基础，可望避开地震动的"卓越"周期，或减弱其输入，起到隔震目的。本项目将研究波在有限尺度周期性基础中的传播特性，强震下超高建筑与周期性基础的相互作用机理及破坏机制，周期性基础的优化设计等问题。本项目研究的美方合作者为美国UIUC的B.F.Spencer,Jr.教授。