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1、基于土-結構相互作用下不規則建筑振動控制的進展分析摘要：在國際上大多的被動、主動或者半主動控制是基于結構的動力特性而設計的。但是，對于建造在軟弱地基上的結構，土結構相互作用簡稱SSI，效應就顯得強烈了，導致了土結構相互作用的體系動力特性發生了改變，而這種改變在一定的程度上影響到結構振動控制效果。所以，在結構的振動控制設計工作中，需要進行定量地考慮SSI影響。本文通過考慮SSI效應來研究結構的被動控制和主動控制以及半主動控制的進展。然后廣泛評述了在考慮SSI效應下研究不規則的建筑在振動控制上的新進展。最后建議考慮SSI效應來研究一些不規則的建筑半主動控制的探討。可以指出基于考慮SSI彈性以及彈塑2、性不規則建筑基于支持向量機半主動控制的研究前景。 關鍵詞：土結構相互作用；振動控制；被動控制；主動控制； 半主動控制； 不規則建筑； 軟土； 地震； 支持向量機Abstract:In most of the international, active or passive semi-active control is based on the structure of the dynamic properties and of the design. But, to build the structure in the soft foundation, soil-structure inter3、action SSI, effect is strong, led to the soil-structure of the interaction of the dynamic characteristics of the system are changed, and the change in a certain extent influence to structural vibration control effect. So, in structure vibration control design work, need to consider SSI quantitative 4、influence. This paper consider SSI effect to study the structure of the passive control and active control and semi-active control progress. And then are widely considered SSI effect in the study irregular building in the vibration control of the new progress. It is suggested that consider SSI effec5、t to study some irregular building the semi-active control study. Can point out based on elastic and consider SSI elastic-plastic irregular building based on support vector machine (SVM) the research prospect of semi-active control.Keywords: soil-structure interaction; Vibration control; Passive con6、trol; Active control; The semi-active control; Irregular building construction; Soft soil; The earthquake; Support vector machine 中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號： 土結構相互作用簡稱SSI，是影響結構對地震的響應和損傷的一種重要原因。SSI通過減小結構的自振頻率，過濾掉高頻地震的激勵成份，還能增大結構阻尼，這些都對結構造成很大影響1。SSI對結構的影響有害或有利取決于地震時地面劇烈運動的頻率。當結構的基頻越接近于地震時地面運動卓越頻率，SSI就是有害的。7、如果高層建筑建造于軟土之上，就需要考慮SSI，要計算結構地震作用和位移，因為結構頻率平方與這兩個量值成比例關系2。結構越來越多的建造在土層的場地上，地震發生，土層的瞬時響應會對其上的結構地震響應產生影響。所以，在結構地震的響應分析中要充分考慮到SSI的因素。最近幾年，國內外學者針對SSI的問題取得了豐碩成果。但是其復雜性，導致SSI問題研究基本上只是基于理論分析或者數值模擬建立起來的。同時，建造在軟弱的地基結構，SSI會比較強烈，這在一定的程度上影響結構振動控制效果。因為大多數被動或者主動控制是基于結構振動的特性來設計的，可是土的存在，又使SSI體系振動特性產生改變。所以，在SSI明顯時，控制8、設計要考慮到SSI影響。1.基于考慮SSI的結構控制進展1.1基于SSI結構被動控制進展 在考慮SSI對結構被動控制影響的研究方面，大多數基于SSI對質量阻尼器的性能影響的考慮。考慮不同的剪切波速，通過數值評價了TMD對于建造在軟地基結構的減震效果。結果分析證明，土質越軟，TMD的減震效果就會越低。有的研究中，基于SSI對結構在動力特性上的變化；把上部的結構簡化成一線性單自由度（SDOF）。把TMD調諧到SDOF結構的系統頻率上。通過建立一個“土SDOF結構TMD”相互作用系統的傳遞函數，在一定的頻域內，用數值分析了SSI對TMD減震效果的影響。模擬數值表明，相對于對剛性地基的假設，地基變軟，9、有很大的變化發生在SSI系統的動力特性上。如果不考慮SSI來設計TMD，可能會放大結構的地震響應。所以，保證TMD正常工作，需要把TMD調諧到SSI的系統頻率，但是實際所能達到的控制水平還取決結構周期以及地基的軟弱程度。關于SSI系統的TLCD減震行為。文獻資料數值模擬表明，對于地基屬于中軟土時， TLCD的控制性能受SSI影響不明顯；很軟地基土，SSI就會很大程度的減小TLCD有效性。上述引述文獻研究基本是基于土-結構線性行為對SSI影響TMD和TLCD性能的評價。然而，研究發現，使用土的非線性模型，能合理的對TMD和TLCD的有效性進行評價。1.2基于SSI結構主動控制進展 對于考慮SSI10、結構的主動控制方面，有兩種方法來評價SSI對結構主動控制的影響。第一是基于剛性地基的假定設計控制器，用來評價受控結構地震響應；第二是考慮把SSI并進控制算法里，因為控制算法在商業的計算機軟件里都可以獲得，所以在模擬數值的研究領域，第一種方法相比較第二種方法要容易很多。第一種方法所顯示出來的控制有效性，可以讓設計者直觀地調整控制器到需要的性能上，或是決定是否考慮SSI加入主動控制算法。 第一種方法，分別取SSI系統基頻處土阻抗函數項來表示土阻抗函數的剛度以及阻尼系數，組裝成的矩陣則是由SSI系統整體質量、剛度和阻尼組成。狀態變量為上部結構以及基礎的整體位移與速度，這樣可以得到一個關于SSI體系的狀態方程。第一種方法是一種數值模擬研究，還要在時域內進行控制。研究SSI結構的主動控制表明，軟弱地基的結構實施主動控制考慮SSI很有必要。模擬數值表明，基于剛性的地基假定結構控制的設計僅僅適用在有限的剪切波速范圍內的土；軟弱地基，結構的主動控制系統性能會變差，要考慮到SSI的影響。