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巨子型有控结构体系基于失效路径的结构抗震性态研究 预览
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作者 吴昊 王砚 +1 位作者 李迪钊 《西安理工大学学报》 北大核心 2018年第3期304-308,共5页
过往对巨子型有控结构体系抗震性能的研究往往使用层间位移角作为性能指标,这对具有很多冗余构件的复杂结构体系来说是不够的。本文对此进行改进,将层间位移角与结构失效路径相结合,提出了结构抗震性态这一概念,用以描述结构在遭受地震... 过往对巨子型有控结构体系抗震性能的研究往往使用层间位移角作为性能指标,这对具有很多冗余构件的复杂结构体系来说是不够的。本文对此进行改进,将层间位移角与结构失效路径相结合,提出了结构抗震性态这一概念,用以描述结构在遭受地震破坏时的状态。最后建立了巨子有控结构体系三维有限元模型,利用本文提出的方法进行了抗震性态研究,从不同尺度分析了结构的破坏过程,其结果可为结构的抗震设计提供更加合理的建议。 展开更多
关键词 巨子型有控结构体系 加权秩和比法 失效路径 抗震性态
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巨子有控结构体系非线性地震响应的半主动控制 预览
2
作者 吴昊 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第5期155-161,共7页
巨子有控结构体系(MSCSS)是一种具有自控能力的新型结构体系。本研究将磁流变(MR)阻尼器与MSCSS的工作机理相结合,采用模糊神经网络建立MR阻尼器的控制规则,利用遗传算法对模糊神经网络结构进行优化,在考虑构件发生非线性变形的... 巨子有控结构体系(MSCSS)是一种具有自控能力的新型结构体系。本研究将磁流变(MR)阻尼器与MSCSS的工作机理相结合,采用模糊神经网络建立MR阻尼器的控制规则,利用遗传算法对模糊神经网络结构进行优化,在考虑构件发生非线性变形的情况下,研究了不同场地地震作用时的MSCSS非线性振动响应控制效果。通过与被动控制工况和以LQR算法为基础的半主动控制工况进行时域、频域范围内的对比研究,结果表明本文设计的模糊神经网络算法可以有效减小MSCSS的地震响应,并且在结构构件进入非线性状态以后仍然保持良好的稳定性,大大提高了结构的抗震性能。 展开更多
关键词 巨子型有控结构体系 磁流变阻尼器 模糊神经网络 非线性振动控制 抗震性能
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汉中地区乡村中小学校建筑安全调查研究 预览
3
作者 刘京华 刘煜 +1 位作者 徐斌 《四川建筑科学研究》 北大核心 2016年第4期22-25,共4页
以汉中地区勉县和略阳县为例,通过调查乡村中小学校建筑安全情况,分析了其在选址、结构及施工等方面存在的问题,提出了相应的改进措施和建议。
关键词 中小学校 建筑安全 建议
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巨子型有控结构体系模型设计及振动台试验研究 被引量:1
4
作者 蔡婷 +1 位作者 连业达 李保康 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2016年第5期139-143,共5页
以相似理论为基础,提出装配式巨子型有控结构体系(MSCSS)的模型设计方法,用振动台模拟地震激励对4巨层MSCSS进行缩尺模型试验。试验中用锤击法对模型进行模态分析,验证模型试验的可行性。通过采集MSCSS与巨子型框架结构(MFS)顶... 以相似理论为基础,提出装配式巨子型有控结构体系(MSCSS)的模型设计方法,用振动台模拟地震激励对4巨层MSCSS进行缩尺模型试验。试验中用锤击法对模型进行模态分析,验证模型试验的可行性。通过采集MSCSS与巨子型框架结构(MFS)顶层的加速度响应结果,并与软件计算结果对比,表明振动台试验结果与有限元计算结果吻合度高,MSCSS较之MFS有较好的控制效果。 展开更多
关键词 装配式MSCSS模型 缩尺模型试验 锤击试验 模态分析 振动台试验 有限元计算
可调式微型黏滞流体阻尼器理论与试验研究 预览
5
作者 蔡婷 +1 位作者 连业达 王军军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期241-244,共4页
研制一种微型可调式黏滞流体阻尼器,提供可以调节的阻尼力。通过不同位移幅值、不同频率以及不同循环的加载试验,研究了可调式黏滞流体阻尼器的耗能参数和工作性能。同时,推导出阻尼力的理论计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明:... 研制一种微型可调式黏滞流体阻尼器,提供可以调节的阻尼力。通过不同位移幅值、不同频率以及不同循环的加载试验,研究了可调式黏滞流体阻尼器的耗能参数和工作性能。同时,推导出阻尼力的理论计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明:可调式黏滞流体阻尼器具有良好的耗能性和抗低周疲劳性能,理论计算与试验结果相近,表明文中提出的阻尼器具有较高的工作稳定性,且具有较好的密封性能。 展开更多
关键词 微型可调式黏滞流体阻尼器 耗能参数 工作性能 加载试验 阻尼力计算公式
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基于复模态反应谱法的MSCSS控制特性研究 被引量:1
6
作者 蔡婷 +1 位作者 连业达 彭泽靖 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期766-771,共6页
巨子型结构体系(Mega-sub Controlled Structure System,即MSCSS)作为一种新型超高层建筑结构体系,由于其特殊的构造特性使得结构体系的阻尼矩阵呈现出非经典阻尼的分布特征。为准确高效地研究MSCSS的控制特性,避免强迫解耦和时程分... 巨子型结构体系(Mega-sub Controlled Structure System,即MSCSS)作为一种新型超高层建筑结构体系,由于其特殊的构造特性使得结构体系的阻尼矩阵呈现出非经典阻尼的分布特征。为准确高效地研究MSCSS的控制特性,避免强迫解耦和时程分析法所带来的误差与不足,文中基于复模态理论对非经典阻尼系统进行解耦,验证了基于复模态的CCQC法(Complex Complete Quadratic Combination)对MSCSS的适用性,采用CCQC法对MSCSS进行抗震分析。结果显示出MSCSS优于MFS(Mega Frame Structure)的抗震特性,并且MSCSS的控制特性主要体现在含有调频子结构的巨层。 展开更多
关键词 巨子型结构体系 非经典阻尼 复模态理论 CCQC法 抗震特性 动力响应
多相复合材料微结构布局优化设计
7
作者 王宪杰 连业达 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期261-265,共5页
基于对传统双向渐进结构优化(BESO)方法的改进,通过均匀化方法建立微观尺度多相材料布局分布与宏观结构材料弹性张量之间的联系,集成宏观结构所得到的位移场,推导出带有宏观结构力学特性的微观灵敏度。提出以宏观结构最大刚度为目标... 基于对传统双向渐进结构优化(BESO)方法的改进,通过均匀化方法建立微观尺度多相材料布局分布与宏观结构材料弹性张量之间的联系,集成宏观结构所得到的位移场,推导出带有宏观结构力学特性的微观灵敏度。提出以宏观结构最大刚度为目标、对极小尺度周期性排列的材料微结构胞元进行布局优化设计的方法。本文算例结果表明,该方法在微结构多相材料布局优化设计过程中,不仅克服了拓扑优化领域常见的"棋盘格"现象,得到了边界清晰、受力合理的多相材料合理分布布局优化结果,而且整体优化过程稳定,具有很强的工程实际应用价值。 展开更多
关键词 微观尺度 均匀化方法 周期性多相复合材料 双向渐进结构优化
多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化 预览
8
作者 王宪杰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期716-721,共6页
在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑材料和结构的尺度关联性,基于均匀化理论将材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,按照材料属性排序引入材料插值函数依次进行灵敏分析,建立周期性多相材料微结构布局及宏观结... 在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑材料和结构的尺度关联性,基于均匀化理论将材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,按照材料属性排序引入材料插值函数依次进行灵敏分析,建立周期性多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化设计方法。优化过程中,宏观结构受力的特性嵌入微观敏度生成过程,使得新型材料具备了特定宏观结构力学需求的更加轻型、高强的最佳力学性能;同时,微观材料胞元的等效材料属性又是宏观结构优化的基础材料,从而使得材料/结构具有尺度上的统一。相关算例说明该方法在解决多相材料微观分布优化和周期性多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化问题时具有边界清晰和收敛快等优点。 展开更多
关键词 多尺度 均匀化方法 并发优化 周期性多相复合材料 材料插值方案
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耗能结构抗震优化设计 预览
9
作者 王宪杰 连业达 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第6期186-192,共7页
在结构能量分析的基础上,综合考虑层间位移、加速度及阻尼耗能比等抗震指标,分别采用串行优化和一体化优化方法对建筑结构自身构件尺寸及黏滞阻尼器布置和参数进行了同步优化设计研究。结果表明:通过设置黏滞阻尼器来提高建筑结构抗震... 在结构能量分析的基础上,综合考虑层间位移、加速度及阻尼耗能比等抗震指标,分别采用串行优化和一体化优化方法对建筑结构自身构件尺寸及黏滞阻尼器布置和参数进行了同步优化设计研究。结果表明:通过设置黏滞阻尼器来提高建筑结构抗震性能效果十分明显,引入能量指标可以减小设计结果对地震动的敏感性;两种优化方法对阻尼器和结构优化均能取得好的效果,一体化优化效果整体优于串行优化。 展开更多
关键词 抗震结构 黏滞阻尼器 能量分析 抗震性能指标 结构/控制串行优化 结构/控制一体化优化
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周期性复合材料构型及结构一体化优化 预览
10
作者 程可朋 王宪杰 +1 位作者 连业达 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第7期725-732,共8页
在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑微观尺度和宏观尺度之间的相互耦合作用,通过等效弹性模量和灵敏度分析将复合材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,建立周期性复合材料构型及结构一体化优化设计方法... 在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑微观尺度和宏观尺度之间的相互耦合作用,通过等效弹性模量和灵敏度分析将复合材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,建立周期性复合材料构型及结构一体化优化设计方法.为了消除“灰色区域”,假设了材料微结构0 1属性及在宏观结构空间排列的均一性,提高了优化结果的实际工程适用性.相关算例说明该方法可以有效地在宏观结构优化的同时得到与之相对应的材料微观最佳拓扑形状,也为不同给定宏观结构的微观周期性复合材料设计提供了有效手段. 展开更多
关键词 多尺度 均匀化方法 一体化优化 周期性复合材料 双向渐进结构优化
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地震作用下MSCSS控制优化参数研究 预览 被引量:1
11
作者 蔡婷 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期565-570,共6页
通过利用复模态分析法定义巨子型结构体系MSCSS(Mega-sub Controlled Structure System)的动力放大系数DMF(Dynamic Magnification Factor)表达式,取激励接近结构基频频段内的动力放大系数为指标,反映了结构各部分参数设置(质量比... 通过利用复模态分析法定义巨子型结构体系MSCSS(Mega-sub Controlled Structure System)的动力放大系数DMF(Dynamic Magnification Factor)表达式,取激励接近结构基频频段内的动力放大系数为指标,反映了结构各部分参数设置(质量比、刚度比、附加阻尼比及附加柱刚度比)对结构调频减震机理的影响。并采用最大最小化准则选取结构的最优参数范围,该分析法适用于分析不同巨层MSCSS的参数设置。 展开更多
关键词 巨子型结构体系 复模态分析法 动力放大系数 最优参数
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基于能量分析的MSCSS附加阻尼器参数研究 预览 被引量:2
12
作者 彭泽靖 +1 位作者 连业达 董小凤 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第3期183-190,共8页
基于巨子型有控结构体系(Mega-Sub Controlled Structure System,即MSCSS)的弹塑性能量分析,以结构位移控制率、加速度控制率和阻尼器耗能比作为MSCSS的三个抗震性能指标,分别研究了三个抗震性能指标在地震作用下沿附加阻尼器参数的变... 基于巨子型有控结构体系(Mega-Sub Controlled Structure System,即MSCSS)的弹塑性能量分析,以结构位移控制率、加速度控制率和阻尼器耗能比作为MSCSS的三个抗震性能指标,分别研究了三个抗震性能指标在地震作用下沿附加阻尼器参数的变化规律,同时提出了一种评价MSCSS抗震性能的综合指标,给出了四种指标分别取最优值的附加阻尼器参数,比较了四种指标最优的MSCSS响应与能量结果,并分析了它们对地震动的敏感性。研究表明:以阻尼器耗能比作为MSCSS抗震性能指标具有同时控制位移响应和加速度响应的优点,综合指标吸取了三个抗震性能指标的优点,综合指标最优的MSCSS抗震性能最好,且对地震动的敏感性最小。 展开更多
关键词 巨子型有控结构体系 附加阻尼器参数 弹塑性能量分析 阻尼器耗能比 抗震性能指标
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多相材料布局及材料/结构一体化设计
13
作者 王宪杰 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期341-346,共6页
为解决多相材料分布及材料/结构一体化优化问题,论文引入基于惩罚指数的材料插值方案对传统双向渐进结构优化的灵敏度算法进行了合理的改进.通过经典算例证实了改进算法在解决传统BESO方法不能胜任的多相材料分布优化和材料/结构一体化... 为解决多相材料分布及材料/结构一体化优化问题,论文引入基于惩罚指数的材料插值方案对传统双向渐进结构优化的灵敏度算法进行了合理的改进.通过经典算例证实了改进算法在解决传统BESO方法不能胜任的多相材料分布优化和材料/结构一体化优化问题具有很好的收敛性和有效性.对常见参数对结构优化结果影响的研究,得出一些具有实际指导意义的结论.论文所开发的协同软件平台基于简单的ABAQUS建模软件界面降低了对设计人员技能要求,灵活的MATLAB二次开发平台为算法改进提供了广阔的空间. 展开更多
关键词 双向渐进结构优化 材料插值方案 惩罚指数 多相材料 结构/材料一体化优化
基于宏观性能的微观多孔材料拓扑优化 预览 被引量:5
14
作者 王宪杰 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第18期18078-18082,共5页
基于均匀化理论,建立与微观材料拓扑形状相关的宏观结构材料等效弹性张量.集成宏观结构所得到的位移场,推导出带有宏观结构力学特性的微观敏度.从而实现在给定材料体积分数前提下,以宏观结构最大刚度为目标,对材料微结构进行拓扑优化的... 基于均匀化理论,建立与微观材料拓扑形状相关的宏观结构材料等效弹性张量.集成宏观结构所得到的位移场,推导出带有宏观结构力学特性的微观敏度.从而实现在给定材料体积分数前提下,以宏观结构最大刚度为目标,对材料微结构进行拓扑优化的目的.相关算例说明该方法可以得到与宏观力学性能相对应的各种微观结构蜂窝材料或复合材料.揭示了材料的微观结构拓扑形状依赖于宏观结构尺寸、载荷及初始边界条件等因素. 展开更多
关键词 多尺度 均匀化方法 微结构 拓扑优化 多孔材料
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基于可靠度分析的巨子型有控制结构体系附加阻尼器布置方案研究 被引量:1
15
作者 魏征 +2 位作者 彭泽靖 连业达 董小凤 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2014年第7期46-50,共5页
基于无附加阻尼器巨子型有控结构体系(Mega-Sub Controlled Structure System ,即MSCSS)在地震作用下的弹塑性时程分析,从不同角度给出了不同的附加阻尼器布置方案。采用Hilbert-Huang变换( HHT)法获得实测地震波的渐进功率谱,... 基于无附加阻尼器巨子型有控结构体系(Mega-Sub Controlled Structure System ,即MSCSS)在地震作用下的弹塑性时程分析,从不同角度给出了不同的附加阻尼器布置方案。采用Hilbert-Huang变换( HHT)法获得实测地震波的渐进功率谱,运用非平稳三角级数法获得多条人工波,并选取多条反应谱相近的人工波作为随机过程的样本库,将基于概率密度演化方程的可靠度分析方法用于不同附加阻尼器布置方案下的MSCSS,并与巨型框架结构进行了比较。研究表明: MSCSS的可靠度优于巨型框架结构很多,附加阻尼器布置方案对MSCSS的可靠度影响很大,将附加阻尼器分别布置在子结构层间位移最大层和位移最大层时MSCSS的抗震性能最好。 展开更多
关键词 MSCSS 可靠度分析 附加阻尼器布置方案 人工波 概率密度演化
结构定向拓扑优化及软件实现 被引量:1
16
作者 王宪杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期945-951,999共8页
基于区域分割思想对传统双向渐进结构优化方法进行必要地改进,在优化过程中通过添加边界条件的检查语句,实现结构定向拓扑优化;编写第三方插件,使得改进后的优化方法 MATLAB子程序与ABAQUS有限元软件数据交换,从而拓展了双向渐进结构优... 基于区域分割思想对传统双向渐进结构优化方法进行必要地改进,在优化过程中通过添加边界条件的检查语句,实现结构定向拓扑优化;编写第三方插件,使得改进后的优化方法 MATLAB子程序与ABAQUS有限元软件数据交换,从而拓展了双向渐进结构优化方法的实际工程运用领域。ABAQUS建模软件具有界面操作简单、建模快捷、通用性好、易于实现等特点,降低了对设计人员的技能要求。灵活的MATLAB二次开发平台为科研人员提供了广阔的算法改进空间。算例结果表明,优化后桥梁用料变为原有的17%,大大减轻了自重,且优化后的结构对称,受力合理。该算法可运用于对预设结构有特定使用要求或美观要求的结构优化问题。 展开更多
关键词 双向渐进结构优化 优化软件开发 结构定向拓扑优化 设计单元
巨-子型有控结构体系中附加阻尼器布置方案研究 预览 被引量:2
17
作者 李佳 +1 位作者 吴昊 连业达 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第2期180-186,共7页
利用有限元软件sap2000建立了三巨层的巨-子型有控结构体系(MSCSS)有限元模型,并沿调频子结构高度方向的不同位置分别布置了附加黏滞阻尼器,对MSCSS进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过与巨型框架结构(MY)的对比,研究了... 利用有限元软件sap2000建立了三巨层的巨-子型有控结构体系(MSCSS)有限元模型,并沿调频子结构高度方向的不同位置分别布置了附加黏滞阻尼器,对MSCSS进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过与巨型框架结构(MY)的对比,研究了不同工况下MSCSS的响应控制率、塑性铰分布规律和附加阻尼器的工作效率。结果表明:附加阻尼器的位置布置差异对MSCSS的动力特性有较大的影响,将附加阻尼器布置于调频子结构中部两层与两侧巨型柱之间时结构的动力响应控制效果最佳,且塑性铰的分布也更加合理;同时,采用这种布置方案的附加阻尼器耗能能力较强,阻尼器的工作效率也较高。 展开更多
关键词 巨-子型有控结构体系 黏滞阻尼器 布置方案 弹塑性时程分析
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地震作用下巨子型有控结构的半主动控制研究
18
作者 吴昊 李佳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期49-54,共6页
在巨子型有控结构(MSCSS)的巨结构、子结构之间设置磁流变(MR)阻尼器,利用模糊神经网络建立了MR阻尼器的控制规则,并且运用遗传算法对控制器的规则库进行优化,研究了MSCSS在地震作用下的半主动控制问题。时程分析结果表明:在El-... 在巨子型有控结构(MSCSS)的巨结构、子结构之间设置磁流变(MR)阻尼器,利用模糊神经网络建立了MR阻尼器的控制规则,并且运用遗传算法对控制器的规则库进行优化,研究了MSCSS在地震作用下的半主动控制问题。时程分析结果表明:在El-Centro地震波和Taft地震波作用下,本文建立的MR阻尼器均能很好地发挥调频子结构的减振功能,使巨结构的响应大为减小,两种地震波下结构顶层位移响应最大值的降幅分别为64%和74%,而层间位移响应的减小幅度也分别达到42%和61%。利用概率密度演化算法计算了结构在强度.频率双非平稳地震谱激励下的随机振动,计算结果显示本文对MSCSS进行的半主动控制能够使结构顶层位移均方响应峰值隆低7q%.提高了结枸酌抗需性能 展开更多
关键词 巨子型有控结构 模糊神经网络 遗传算法 半主动控制
非平稳随机地震动作用下 MSCSS 动力可靠性分析 预览 被引量:3
19
作者 李涛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期944-949,共6页
采用正交展开方法模拟的地震动随机过程作为动力激励,基于极值概率密度演化方法,对一种新型复杂建筑结构———巨子型有控结构体系,进行了基于随机地震过程作用下的动力可靠性分析,求得MSCSS在单一失效准则及复杂失效准则下的可靠... 采用正交展开方法模拟的地震动随机过程作为动力激励,基于极值概率密度演化方法,对一种新型复杂建筑结构———巨子型有控结构体系,进行了基于随机地震过程作用下的动力可靠性分析,求得MSCSS在单一失效准则及复杂失效准则下的可靠度。结果表明非平稳地震作用下巨子型有控结构体系可靠度高于巨型框架的动力可靠度,在多遇地震情况下比传统的巨型框架结构更为安全。 展开更多
关键词 动力可靠性 地震动随机过程 概率密度演化方法 巨子型有控结构体系
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基于 DMF 研究地震作用下 MSCSS 的控制特性 预览
20
作者 蔡婷 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期950-955,共6页
通过对巨子型结构体系( mega-sub controlled structure system,即MSCSS)的动力学方程进行推导,利用拉氏变换得到系统的传递函数,进一步表示出该新型控制结构体系在地震作用下所特有的位移动力放大系数( dynamic magnification f... 通过对巨子型结构体系( mega-sub controlled structure system,即MSCSS)的动力学方程进行推导,利用拉氏变换得到系统的传递函数,进一步表示出该新型控制结构体系在地震作用下所特有的位移动力放大系数( dynamic magnification factor,即DMF )表达式,以DMF 为指标从理论层面揭示MSCSS的频域控制特性及动力响应特征。通过算例基于DMF分析主结构与子结构的参数(质量比、刚度比、附加阻尼比)设置对MSCSS调谐减震性能的影响,为建构不同层数MSCSS及合理的实体模型提供理论依据。 展开更多
关键词 控制 阻尼 动力响应 动力学 地震作用 运动方程 频域分析 拉氏变换 矩阵代数 参数化 抗震性能 刚度矩阵 振动分析 巨子型结构体系 动力放大系数 参数设置
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