巨-子结构新型控制体系减震机理及智能性态控制研究

A mega-sub building consists of two major components-a megastructure which is the main structural frame to withstand all vertical and horizontal loads and several substructures used for residental and/or commercial purposes. It is necessity to considering both the safety of building structures under strong seismic and the functional adaptation such as the comfort of occupants under general seismic and wind loads when designing a mega-substructure configuration optimally. The project intends to conduct a systematical study on the mega-sub controlled structure, revealing the seismic reduced mechanism of this vibration controlled system in the whole frequency range. By Setting a new smart control device between the megastructure and the substructure parallelled to the original connection, a new hybrid control system is proposed to satisfy the different performance level requirements of the mega-sub building under different external excitation. Another aim of this project is to analysis the seismic vulnerability and the dynamic reliability of the new mega-sub structure, put forward a performance based seismic design method of this structure.

巨-子型结构中巨型主体结构往往承受全部竖向和水平荷载，而子结构仅承担局部的竖向荷载，却担负建筑的主要功能。对巨-子型结构进行优化设计，必须兼顾强震下的安全性以及中小地震或风荷载作用下的功能适应性与居住舒适性。本项目拟对这一结构体系进行深入研究，揭示巨-子型结构振动控制体系全频域范围的减震机理，在主、子结构之间设置新型智能控制装置与原有连接装置并联，从而形成巨-子型结构新型智能混合控制系统以同时满足该结构体系的不同性态水准要求，分析这一新型结构体系的地震易损性与动力可靠度，提出巨-子型结构基于性态的抗震设计方法。

巨-子型结构中巨型主体结构往往承受全部竖向和水平荷载，而子结构仅承担局部的竖向荷载，却担负建筑的主要功能。对巨-子型结构进行优化设计，必须兼顾强震下的安全性以及中小地震或风荷载作用下的功能适应性与居住舒适性。本研究课题对巨-子型结构体系进行深入研究，通过对巨-子型结构振动控制体系的动力特性和参数优化研究，全面系统地揭示了该新型控制体系全频域范围的减震机理；研究了巨型主体结构与子结构之间的动力耦合效应以及巨-子结构偏心参数对该控制体系地震反应的影响规律；提出一种基于性能的巨-子结构控制体系地震易损性分析方法，给出巨-子结构控制体系在给定地震作用下的破坏概率，为地震灾害损伤评估提供依据；基于首次超越概率和随机振动分析方法，研究了巨-子型结构控制体系的动力可靠度，直接从可靠度的角度得到了该控制体系有效性的评价；通过缩尺振动台试验验证了巨-子型结构控制体系的抗震优越性；最后，在主、子结构之间设置新型智能控制装置与原有连接装置并联，从而形成巨-子型结构新型智能混合控制系统，并对其进行了仿真分析，结果表明，该新型智能混合控制系统可有效减小主结构与子结构的地震响应，显著改善结构的地震安全。