《砖石古塔结构抗震新技术》

第1章绪论1

1.1古塔的历史变迁和研究现状1

1.1.1 古塔的历史渊源和价值1

1.1.2 国内外古塔研究的现状3

1.1.3 古塔保护研究的意义4

1.1.4 小雁塔的历史和文物价值4

1.2古塔结构抗震保护研究5

1.2.1 地震对古塔造成的危害5

1.2.2 古塔结构抗震保护研究现状及存在问题7

1.3结构振动控制在古塔结构抗震保护中的研究8

1.3.1 结构振动控制的概念9

1.3.2 悬摆减震体系在结构消能减震中的应用11

1.3.3 SMA在结构减震中的研究、应用与发展12

1.3.4 古塔结构振动控制研究13

1.4本书主要工作14

1.4.1 研究目的14

1.4.2 本书的主要工作14

第2章西安小雁塔现场调查与抗震性能评估16

2.1 概述16

2.2小雁塔的现场调查16

2.2.1 抗震性能现场调查目的和内容16

2.2.2 小雁塔结构特征17

2.2.3 小雁塔结构修整说明18

2.2.4 小雁塔的残损情况18

2.2.5 小雁塔砌体材料及砂浆的强度20

2.3小雁塔的动力特性23

2.3.1 测试仪器设备23

2.3.2 测点布置24

2.3.3 测试结果24

2.4小雁塔抗震性能评估25

2.4.1 小雁塔抗震性能预判25

2.4.2 小雁塔抗震性能评估方法和评判建议27

2.4.3 小雁塔有限元分析模型建立28

2.4.4 有限元分析计算结果28

2.4.5 评估小雁塔抗震性能31

2.5 本章小结32

第3章SMA材料的性能试验及本构模型研究33

3.1 概述33

3.2SMA丝超弹性力学性能试验33

3.2.1 试验材料与设备33

3.2.2 试验过程34

3.2.3 试验结果与分析34

3.3速率相关型SMA简化本构模型39

3.3.1 Brinson本构模型39

3.3.2 速率相关简化本构模型的建立42

3.3.3 速率相关简化本构模型的模拟46

3.4基于遗传算法优化的SMA神经网络本构模型47

3.4.1 人工神经网络工作原理47

3.4.2 遗传优化BP网络算法50

3.4.3 遗传优化BP网络本构模型仿真50

3.5 本章小结54

第4章基于小雁塔保护的SMA-SPDS有效性分析及优化设计56

4.1 概述56

4.2SMA-SPDS设计原理56

4.2.1 SMA-SPDS设计理念56

4.2.2 SMA-SPDS构造设计57

4.3SMA-SPDS性能分析58

4.3.1 相位分析的原理58

4.3.2 SMA复合悬摆减震系统试验研究60

4.3.3 试验结果分析61

4.4SMA-SPDS优化设计62

4.4.1 多自由度体系非耦合分析62

4.4.2 等效质量63

4.4.3 SMA-SPDS位置场所64

4.4.4 SMA-SPDS参数优化64

4.5 本章小结66

第5章设置SMA-SPDS的小雁塔结构振动台试验研究68

5.1 概述68

5.2试验概况68

5.2.1 试验目的68

5.2.2 试验内容68

5.3小雁塔模型设计与制作69

5.3.1 模型材料性能69

5.3.2 模拟小雁塔墙体试验研究69

5.3.3 小雁塔模型设计与制作73

5.3.4 SMA-SPDS的安装74

5.4试验系统与试验方案76

5.4.1 试验设备76

5.4.2 测点布置76

5.4.3 地震波的选取及试验工况76

5.5 试验现象78

5.6试验结果与分析80

5.6.1 模型结构动力特性分析80

5.6.2 模型结构加速度响应分析83

5.6.3 模型结构位移响应分析98

5.7 本章小结105

第6章设置SMA-SPDS的小雁塔结构仿真分析及优化建议107

6.1 概述107

6.2 结构运动方程107

6.3小雁塔结构动力分析模型108

6.3.1 基本假定108

6.3.2 小雁塔结构抗震状态运动方程108

6.3.3 小雁塔结构减震状态运动方程109

6.3.4 小雁塔结构的阻尼109

6.4设置减震系统的小雁塔结构仿真过程109

6.4.1 Simulink仿真算法109

6.4.2 小雁塔结构仿真模型建立110

6.4.3 SMA-SPDS仿真模型建立111

6.4.4 能量反应仿真模型113

6.4.5 Simulink主仿真模型114

6.5 小雁塔模型结构仿真与试验结果对比114

6.6小雁塔原型结构仿真分析115

6.6.1 小雁塔原型结构仿真动力特性115

6.6.2 小雁塔原型结构动力响应分析116

6.7SMA-SPDS在小雁塔原型结构工程优化设置及建议119

6.7.1 SMA-SPDS设置场所和工程优化设计119

6.7.2 减振效果120

6.7.3 小雁塔结构消能减震建议123

6.8 本章小结123

第7章无损性能增强材料在砖石古塔保护中的应用125

7.1 概述125

7.2 研究现状125

7.3 性能增强材料126

7.4无损性能增强古砌体基本力学性能试验研究128

7.4.1 试验材料的选取128

7.4.2 古砌体试件抗压强度试验128

7.4.3 古砌体试件抗剪强度试验133

7.4.4 单轴受压古砌体构件本构关系135

7.5无损性能增强墙体抗震性能试验137

7.5.1 试验方案及试件的制作137

7.5.2 墙体试件拟静力试验过程及试验结果分析142

7.5.3 试验结果分析143

7.6 本章小结146

第8章结论及展望148

8.1 主要工作及结论148

8.2 不足与展望150

参考文献151

后记159