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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