重要结构中的敏感设备被动及智能隔震理论与试验研究

本项目以重要结构中的敏感设备为研究对象，对串联隔震与智能隔震以及二次串联隔震与智能隔震体系进行理论与试验研究。通过对带分布参数支架-设备串联体系地震响应的求解，提出支架-设备串联体系地震响应求解的简化方法；研究重要结构中敏感设备被动隔震的实现策略，对隔震装置进行多目标一体化优化设计，得到隔震层参数的Pareto最优解集，揭示支架-隔震设备串联隔震体系减震机理；研制适用于支架-隔震设备串联隔震体系智能压电控制器，进行鲁棒H2/H∞控制器多目标优化设计，揭示串联智能隔震体系减震控制机理。进行地基基础-隔震建筑-支架-隔震设备二次串联隔震体系非线性多尺度有限元模拟，研究二次串联隔震体系随机响应和动力可靠度，探讨二次串联隔震体系减震机制。最后，对支架-设备串联体系、支架-隔震设备串联隔震与智能隔震体系、隔震建筑-支架-隔震设备二次串联隔震与智能隔震体系进行地震模拟振动台试验，对本项目理论进行验证。

本项目以重要结构中的敏感设备为研究对象，研究减轻其地震作用的被动隔震与智能隔震减震控制策略，探讨隔震建筑-支架-隔震设备二次串联隔震体系建筑与设备的减震效果。 .项目组基本完成了本项目的研究内容，共发表论文16篇，其中期刊EI收录11篇，ISTP收录3篇，正在审查中专利一项。研究取得的主要成果及创新点如下：.（1）对我国重要结构中（变电站）的敏感设备进行了系统的地震灾害调研，总结了其地震破坏规律及原因。.（2）针对重要结构中细高型设备，提出了其设备-支架地震响应求解的半解析解，简化了其地震响应计算过程，其结果与有限元分析结构一致。对重要结构中低矮型大型设备与细高型子设备组成的大型设备（以800KV高压换流变压器为例），通过有限元分析，得到了低矮部分（换流变本体，考虑液固耦合作用）对地震波的放大作用及设备整体的抗震性能。.（3）针对重要结构中细高型设备隔震，提出了隔震装置的实现方法，并提出了非比例阻尼设备串联隔震体系的地震响应求解新方法；通过对重要结构中低矮型大型设备与细高型子设备组成的大型设备隔震有限元分析，揭示了隔震对其动力响应的影响。.（4）针对设备-支架串联智能隔震结构，设计出隔震与控制功能于一体的双向滑动压电变摩擦控制装置，并提出了针对该串联智能隔震体系的振动控制算法，以及鲁棒H2/H∞控制器多目标优化设计方法。.（5）进行了隔震建筑-支架-隔震设备二次串联隔震体系非线性多尺度有限元模拟，研究了设备隔震对隔震建筑和隔震设备的影响，探讨了二次串联隔震体系减震机制。.（6）对重要结构中的敏感大型设备（低矮型大型设备与细高型子设备组成的大型设备）进行了抗震和隔震振动台试验，得到了不同部位的放大系数，得到了隔震减震机理，对本项目研究理论进行了验证。.（7）对重要结构中的敏感细高型设备被动隔震与智能隔震进行了扫频振动台振动控制试验，试验得到了其减震机理；.（8）对细高型和低矮型大型设备与细高型子设备组成的大型设备的隔震工程应用进行了研究，提出了其设计方法。.（9）针对隔震低矮型大型设备（带细高型子设备）研发了隔震保护装置，可保证隔震大型设备在极限地震作用下的安全，确保隔震支座不失去稳定，保证正常的工作。