空间结构动力灾变主动控制优化设计研究

王社良，董 元，代建波，赵 祥

(西安建筑科技大学 土木工程学院，陕西 西安710055)

随着建筑物跨度增大、高度增加以及结构形式日益复杂，按传统设计方法设计的工程结构在强地震、强风等作用下，很难完全避免损伤和破坏。因此，通过控制技术消除或减弱不利因素产生的影响得到了越来越多设计者的重视。被动、半主动控制技术在土木工程中已经得到了很好的研究及应用，而运用智能材料进行主动控制具有灵活性、智能性、高效性和适应性等优点，能够实现更好的控制效果，但目前在航空航天行业研究及应用较多，而在土木工程中的研究则刚刚起步。为了实现主动控制，设计适应于土木工程结构的主动元件，同时由于结构杆件较多，如何合理的布置主动元件以取得较高的控制效率，以及主动元件性能参数对结构不利因素的控制效果和影响是当前的热点研究问题[1，2]。

超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material，简称为GMM)是一种新型的智能材料，具有输出力大、响应速度快、可靠性高、驱动电压低等特点。GMM在磁场作用下，长度及体积均发生变化而对外做功，去掉外磁场后，又可以恢复原来的尺寸，因而能高效地实现电磁能与机械能之间的相互转换，是重要的能量与信息转换功能材料[2]。用GMM制作的作动杆具有磁致伸缩应变量值大、能量转换效率高、能量密度大、工作电压低、响应速度快、承载能力强等无可比拟的优良特性，因而非常适宜用于结构振动的主动控制[3]。……