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1 概论1

1．1 地震灾害概况2

1．2 风灾及其危险性分析5

1．3 减灾防灾的基本对策7

参考文献10

2 工程结构振动控制的基本方法11

2．1 经验教训11

2．2 减振技术的发展13

2．3 工程结构振动控制的分类17

2．4 与传统方法的比较20

2．4．1 与传统方法的区别20

2．4．2 振动控制方法的优越性21

2．5 减震机理23

参考文献24

3．1 智能材料与结构系统的基本概念25

3 工程结构振动控制中的智能材料25

3．2 智能材料的基本特征26

3．3 形状记忆合金(SMA)28

3．3．1 SMA主动控制方法的基本原理及其SMA作动器设计29

3．3．2 SMA被动耗能机理和耗能器的基本形式31

3．4 电(磁)致流变流体材料32

3．4．1 材料的基本概念32

3．4．2 材料的组合成分及性能34

3．4．3 材料的应用36

3．5 电(磁)致伸缩材料37

3．5．1 电致伸缩材料37

3．5．2 磁致伸缩材料40

3．6 光导纤维41

3．7 功能凝胶45

3．8 智能材料的未来发展45

3．8．1 开发智能材料的战略意义45

3．8．2 智能材料与材料科学的关系及其发展趋势46

参考文献47

4 控制器件及性能48

4．1 电(磁)流变流体阻尼器48

4．1．1 ER流体阻尼器48

4．1．2 MR流体阻尼器50

4．1．3 电(磁)流变流体阻尼器的力学模型50

4．2 压电陶瓷控制器56

4．2．1 压电陶瓷驱动器的基本性能56

4．2．2 压电摩擦阻尼器的结构与性能59

4．2．3 压电摩擦耗能器的设计实例62

4．3 软钢耗能器64

4．3．1 X形钢板耗能器64

4．3．2 环形钢板耗能器68

4．3．3 软钢屈服型耗能器72

4．3．4 双环软钢耗能器75

4．3．5 软钢耗能器的可靠度分析82

参考文献88

5．1 调频质量阻尼器(TMD)系统90

5 工程结构的被动耗能控制技术90

5．1．1 结构-TMD系统传递函数矩阵方程91

5．1．2 结构-TMD系统动力放大系数DMF计算公式92

5．1．3 TMD系统最优参数设计93

5．1．4 结构-TMD系统的优化设计98

5．2 调频液体阻尼器(TLD)系统99

5．2．1 控制系统的数学模型及时域分析99

5．2．2 TLD系统中晃动液体的控制力101

5．3 液压质量控制系统(HMS)107

5．3．1 液压质量控制系统108

5．3．2 HMS系统的“刚性”分析模型108

5．3．3 HMS系统的减振机理109

5．3．4 HMS系统各参数对减震效果的影响113

5．4 耗能减震体系的能量设计方法114

5．4．1 耗能减震体系的地震能量反应方程114

5．4．2 耗能减震体系的能量设计方法119

5．4．3 耗能减震结构的设计原则和方法121

参考文献131

6 工程结构的主动调节控制133

6．1 结构主动控制的分类133

6．2 主动控制系统的组成136

6．3 主动控制的减震机理138

6．4 结构振动主动控制算法139

6．4．1 受控系统状态的数学描述140

6．4．2 经典线性最优控制算法141

6．4．3 极点配置法143

6．4．4 瞬时最优控制算法144

6．4．5 独立模态空间控制146

6．4．6 ?状态反馈控制147

6．4．7 滑动模态控制148

6．4．8 最优多项式控制149

参考文献150

7．1．1 人工神经网络的基本结构与模型151

7 结构振动控制中的智能方法151

7．1 结构振动控制中的人工神经方法151

7．1．2 BP人工神经网络模型156

7．1．3 人工神经网络在结构状态监测中的应用162

7．1．4 人工神经网络在主动控制系统中的应用168

7．2 压电智能控制器的振动控制方法176

7．2．1 压电材料驱动器的力学性能176

7．2．2 压电材料控制器的工作原理177

7．2．3 压电材料控制器的控制力计算178

7．2．4 结构系统控制方程178

7．2．5 压电材料控制器的最优控制电压180

7．2．6 实例与分析181

7．3 电/磁流变体智能阻尼器的振动控制方法184

7．3．1 ER/MR智能阻尼器的力学模型185

7．3．2 结构-ER/MR智能阻尼器系统188

7．3．3 半主动控制的策略190

参考文献191

8 形状记忆合金及其特性194

8．1 形状记忆合金及其在土木工程中的应用前景194

8．1．1 形状记忆合金的发展过程194

8．1．2 形状记忆合金的基本特性在土木工程中的应用197

8．2 马氏体及热弹性马氏体相变的基本概念206

8．2．1 马氏体相变206

8．2．2 热弹性马氏体相变214

8．3 形状记忆效应的基本原理219

8．3．1 具有形状记忆效应的基本条件220

8．3．2 影响形状记忆效应的因素223

8．4 相变伪弹性的基本原理224

8．4．1 应力诱发马氏体相变224

8．4．2 相变伪弹性226

8．5 形状记忆合金的本构关系228

8．5．1 本构关系的分类229

8．5．3 唯象理论本构模型230

8．5．2 单晶理论本构模型230

8．5．4 细观力学本构模型239

参考文献243

9 形状记忆合金的被动控制技术247

9．1 SMA拉索被动控制结构地震响应的基本原理和方法247

9．2 SMA拉索被动控制结构地震响应的热力学运动方程251

9．2．1 基本假定与模型251

9．2．2 地震激励下结构的热力学运动方程251

9．2．3 SMA拉索的热力学方程258

9．2．4 结构的被动控制力矢量263

9．3 地震激励下结构的热力学运动方程的求解方法265

参考文献268

10 人工地震波270

10．1 基于白噪声的人工地震波270

10．2 具有频率特性的人工地震波273

10．3 非平稳人工地震波276

参考文献280