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惯容减震结构原理与应用
作者：张瑞甫
出版社：科学出版社
出版时间：2022-03-01
ISBN：9787030675378
定价：¥128.00
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内容简介
惯容是一种两端点加速度相关的结构控制元件，惯容系统含惯容元件的结构振动控制系统。本书较系统地阐述了惯容减震结构的基本原理、分析手段、设计原则与方法。全书共10章，分为4个部分：第1部分主要阐述惯容减震结构的力学原理、物理实现和发展脉络（第1章）；第2部分主要介绍结构减震控制的理论基础及惯容减震基本理论（第2、3章）；第3部分主要阐述惯容减震结构的设计思想和理论括单自由度和多自由度惯容减震结构的性能需求导向设计策略与惯容系统耗能增效设计理论（第4、5章）；第4部分主要为应用研究括惯容系统在建筑结构隔震中的应用、基于惯容系统的储液罐地震响应控制、基于惯容的轻量化调谐质量系统、土-惯容减震结构相互作用及优化设计、基于惯容的非线性振动控制系统（第6～10章）。本书可供结构工程、防灾减灾工程及结构振动控制领域的相关研究人员和工程技术人员参考，也可供高等院校相关专业的教师和研究生阅读。
作者简介
暂缺《惯容减震结构原理与应用》作者简介
目录
第1章 绪论
1.1 两端点惯性元件——惯容
1.2 惯容元件的实现机制
1.2.1 滚珠螺杆惯容
1.2.2 齿轮-齿条惯容
1.2.3 液压惯容
1.2.4 电磁惯容
1.3 惯容系统
1.3.1 惯容系统的概念与基本类型
1.3.2 机械和自动化等领域的惯容系统
1.3.3 土木领域的惯容系统
1.4 惯容系统设计分析方法概述
参考文献
第2章 结构减震控制的理论基础
2.1 结构动力学基础
2.1.1 单自由度体系
2.1.2 多自由度体系
2.1.3 减震结构运动方程的一般形式
2.2 随机振动基础
2.2.1 随机变量与随机过程
2.2.2 平稳随机过程的相关函数与功率谱密度函数
2.2.3 线性体系的随机振动响应分析
2.3 地震动及地震响应分析
2.3.1 地震动的选取与生成
2.3.2 结构地震响应分析方法
参考文献
第3章 惯容减震基本理论
3.1 概述
3.2 惯容减震结构运动方程
3.2.1 层间惯容减震结构
3.2.2 调谐质量惯容系统
3.2.3 惯容隔震系统
3.3 单自由度惯容减震结构随机响应解析表达式
3.4 惯容系统的有限元模拟方法
3.4.1 惯容系统的单元矩阵
3.4.2 有限元软件中惯容系统的等效模拟方法
参考文献
第4章 惯容减震结构性能需求导向设计策略
4.1 概述
4.2 性能需求导向设计思想与指标
4.3 单自由度惯容减震结构性能需求导向设计
4.3.1 结构响应变化规律
4.3.2 设计公式
4.3.3 设计流程与算例
4.3.4 地震动频谱特性对设计参数的影响
4.4 多自由度惯容减震结构性能需求导向设计
4.4.1 设计原则与流程
4.4.2 设计算例
4.5 本章小结
参考文献
第5章 惯容系统耗能增效设计理论
5.1 概述
5.2 惯容系统的耗能增效方程
5.2.1 耗能增效作用概述
5.2.2 随机响应理论分析
5.2.3 耗能增效方程
5.3 耗能增效最大化设计策略
5.3.1 给定惯质比条件下耗能增效作用的变化规律
5.3.2 耗能增效最大化设计策略的数学描述
5.3.3 设计实例与人工神经网络预测模型
5.3.4 算例分析
5.4 目标耗能增效设计策略
5.4.1 给定名义阻尼比条件下耗能增效程度的变化规律
5.4.2 目标耗能增效设计策略的数学描述
5.4.3 算例分析
5.5 本章小结
参考文献
第6章 惯容系统在建筑结构隔震中的应用
6.1 概述
6.2 耗能增效公式
6.2.1 无阻尼单自由度惯容隔震结构的耗能增效设计
6.2.2 最优刚度比的推导
6.2.3 最优阻尼比的推导
6.3 惯容隔震结构的设计与分析
6.3.1 惯容隔震结构的双性能导向设计方法
6.3.2 惯容隔震结构的简化分析模型
6.4 工程应用实例
6.4.1 工程概况
6.4.2 设计与性能验算过程
6.5 本章小结
参考文献
第7章 基于惯容系统的储液罐地震响应控制
7.1 概述
7.2 背景介绍
7.3 理论分析
7.3.1 控制系统模型
7.3.2 储液罐模型
7.3.3 运动方程
7.4 两种惯容系统的控制效果对比
7.4.1 比较指标
7.4.2 参数影响分析
7.5 优化设计
7.5.1 减震设计指标
7.5.2 优化设计方法
7.5.3 设计算例
7.6 实例分析
7.6.1 谱分析
7.6.2 时程分析
7.7 本章小结
参考文献
第8章 基于惯容的轻量化调谐质量系统
8.1 概述
8.2 研究背景
8.3 理论分析
8.3.1 调谐惯容质量结构力学模型
8.3.2 人致激励模拟
8.3.3 运动控制方程
8.3.4 随机振动响应求解
8.3.5 评价指标
8.4 优化设计
8.4.1 参数研究
8.4.2 优化问题的数学描述
8.4.3 设计流程
8.5 算例分析
8.5.1 设计参数
8.5.2 调谐惯容质量系统的减振效果
8.5.3 调谐惯容质量系统的轻量化验证
8.5.4 动力时程分析
8.6 本章小结
参考文献
第9章 土-惯容减震结构相互作用及优化设计
9.1 概述
9.2 理论分析
9.2.1 分析模型
9.2.2 运动控制方程
9.2.3 模态分析
9.2.4 随机振动分析
9.3 参数分析
9.3.1 土-结构相互作用对惯容系统减震效果的影响
9.3.2 时域分析
9.3.3 惯容系统参数分析
9.4 优化设计方法
9.4.1 优化参数
9.4.2 优化问题及求解
9.4.3 设计算例
9.5 本章小结
参考文献
第10章 基于惯容的非线性振动控制系统
10.1 概述
10.2 位移相关型阻尼惯容系统
10.2.1 理论分析
10.2.2 减震规律研究
10.2.3 时程响应分析
10.3 摩擦摆惯容系统
10.3.1 摩擦摆惯容系统力学模型
10.3.2 优化设计方法
10.3.3 算例分析
10.4 本章小结
参考文献
附录A 定点理论
附录B 复模态理论
附录C 动力体系均 附录D虚拟激励法 索引
1.1 两端点惯性元件——惯容
1.2 惯容元件的实现机制
1.2.1 滚珠螺杆惯容
1.2.2 齿轮-齿条惯容
1.2.3 液压惯容
1.2.4 电磁惯容
1.3 惯容系统
1.3.1 惯容系统的概念与基本类型
1.3.2 机械和自动化等领域的惯容系统
1.3.3 土木领域的惯容系统
1.4 惯容系统设计分析方法概述
参考文献
第2章 结构减震控制的理论基础
2.1 结构动力学基础
2.1.1 单自由度体系
2.1.2 多自由度体系
2.1.3 减震结构运动方程的一般形式
2.2 随机振动基础
2.2.1 随机变量与随机过程
2.2.2 平稳随机过程的相关函数与功率谱密度函数
2.2.3 线性体系的随机振动响应分析
2.3 地震动及地震响应分析
2.3.1 地震动的选取与生成
2.3.2 结构地震响应分析方法
参考文献
第3章 惯容减震基本理论
3.1 概述
3.2 惯容减震结构运动方程
3.2.1 层间惯容减震结构
3.2.2 调谐质量惯容系统
3.2.3 惯容隔震系统
3.3 单自由度惯容减震结构随机响应解析表达式
3.4 惯容系统的有限元模拟方法
3.4.1 惯容系统的单元矩阵
3.4.2 有限元软件中惯容系统的等效模拟方法
参考文献
第4章 惯容减震结构性能需求导向设计策略
4.1 概述
4.2 性能需求导向设计思想与指标
4.3 单自由度惯容减震结构性能需求导向设计
4.3.1 结构响应变化规律
4.3.2 设计公式
4.3.3 设计流程与算例
4.3.4 地震动频谱特性对设计参数的影响
4.4 多自由度惯容减震结构性能需求导向设计
4.4.1 设计原则与流程
4.4.2 设计算例
4.5 本章小结
参考文献
第5章 惯容系统耗能增效设计理论
5.1 概述
5.2 惯容系统的耗能增效方程
5.2.1 耗能增效作用概述
5.2.2 随机响应理论分析
5.2.3 耗能增效方程
5.3 耗能增效最大化设计策略
5.3.1 给定惯质比条件下耗能增效作用的变化规律
5.3.2 耗能增效最大化设计策略的数学描述
5.3.3 设计实例与人工神经网络预测模型
5.3.4 算例分析
5.4 目标耗能增效设计策略
5.4.1 给定名义阻尼比条件下耗能增效程度的变化规律
5.4.2 目标耗能增效设计策略的数学描述
5.4.3 算例分析
5.5 本章小结
参考文献
第6章 惯容系统在建筑结构隔震中的应用
6.1 概述
6.2 耗能增效公式
6.2.1 无阻尼单自由度惯容隔震结构的耗能增效设计
6.2.2 最优刚度比的推导
6.2.3 最优阻尼比的推导
6.3 惯容隔震结构的设计与分析
6.3.1 惯容隔震结构的双性能导向设计方法
6.3.2 惯容隔震结构的简化分析模型
6.4 工程应用实例
6.4.1 工程概况
6.4.2 设计与性能验算过程
6.5 本章小结
参考文献
第7章 基于惯容系统的储液罐地震响应控制
7.1 概述
7.2 背景介绍
7.3 理论分析
7.3.1 控制系统模型
7.3.2 储液罐模型
7.3.3 运动方程
7.4 两种惯容系统的控制效果对比
7.4.1 比较指标
7.4.2 参数影响分析
7.5 优化设计
7.5.1 减震设计指标
7.5.2 优化设计方法
7.5.3 设计算例
7.6 实例分析
7.6.1 谱分析
7.6.2 时程分析
7.7 本章小结
参考文献
第8章 基于惯容的轻量化调谐质量系统
8.1 概述
8.2 研究背景
8.3 理论分析
8.3.1 调谐惯容质量结构力学模型
8.3.2 人致激励模拟
8.3.3 运动控制方程
8.3.4 随机振动响应求解
8.3.5 评价指标
8.4 优化设计
8.4.1 参数研究
8.4.2 优化问题的数学描述
8.4.3 设计流程
8.5 算例分析
8.5.1 设计参数
8.5.2 调谐惯容质量系统的减振效果
8.5.3 调谐惯容质量系统的轻量化验证
8.5.4 动力时程分析
8.6 本章小结
参考文献
第9章 土-惯容减震结构相互作用及优化设计
9.1 概述
9.2 理论分析
9.2.1 分析模型
9.2.2 运动控制方程
9.2.3 模态分析
9.2.4 随机振动分析
9.3 参数分析
9.3.1 土-结构相互作用对惯容系统减震效果的影响
9.3.2 时域分析
9.3.3 惯容系统参数分析
9.4 优化设计方法
9.4.1 优化参数
9.4.2 优化问题及求解
9.4.3 设计算例
9.5 本章小结
参考文献
第10章 基于惯容的非线性振动控制系统
10.1 概述
10.2 位移相关型阻尼惯容系统
10.2.1 理论分析
10.2.2 减震规律研究
10.2.3 时程响应分析
10.3 摩擦摆惯容系统
10.3.1 摩擦摆惯容系统力学模型
10.3.2 优化设计方法
10.3.3 算例分析
10.4 本章小结
参考文献
附录A 定点理论
附录B 复模态理论
附录C 动力体系均 附录D虚拟激励法 索引
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