蘭州理工大學防震減災研究所

主要包括以下幾個研究內容：

☆ 被動隔震、智能隔震及耗能減震

☆ 結構健康監測與診斷

☆ 高層建築基礎非線性共同工作分析與損傷監測

☆ GIS在大型土木工程防災中的應用

☆ 結構糾傾糾偏過程中的健康監測

本研究所的的多項成果已被轉化，率先在甘肅蘭州市承擔設計，建造的首批隔震工程，並先後在甘肅省的八度、九度等高烈度區建造了最早的一批隔震工程，成為我國西北地區結構減振控制技術研究的主要技術支撐力量。2000年被甘肅省政府確立為本省唯一的隔震技術依託單位。此外，還利用高層建築基礎方面的研究成果，為多個省區、數十項工程的特殊基礎進行優化設計和諮詢服務，取得了較好的經濟效益和社會效益。研究成果分別獲得甘肅省科技進步一等獎1項，甘肅省科技進步二等獎、三等獎3項、其他科技進步獎10多項、發明專利3項。在《Journal of structural control》、《工程力學》、《計算力學學報》、《大連理工大學學報》、《地震工程和工程振動》、《蘭州大學學報》等國內外刊物和學術會議發表學術論文400餘篇，其中50餘篇被EI收錄，40餘篇被ISTP收錄。 ^[1] 

結構減振控制技術通過在結構中安裝減震控制裝置，阻隔、耗散地震能量或主動抵禦地震作用力，從而有效減小主體結構損傷，並保護建築物內部設施的安全。這項技術在上個世紀末的20多年裏得以迅速發展，成為土木工程結構的前沿研究領域。課題組抓住結構減振控制技術研究與發展的重要機遇，從上個世紀90年代初期，就開始從事摩擦滑移隔震研究，並較早地在國內用能量法闡述隔震體系的減震機理。90年代中期，隨着疊層橡膠隔震的興起，結合地方特色開展橡膠支座隔震的關鍵技術研究，在非比例阻尼動力分析的工程實用方法、橡膠隔震器的低温力學性能試驗、地下室柱與隔震器組成的串聯繫統的動力穩定性、隔震結構的隨機響應分析和動力可靠性等方面取得了一批創新成果。本世紀初，又開始進行以磁流變阻尼器、壓電摩擦阻尼器為背景的智能隔震技術研究。針對結構振動控制建立了一種概念嚴密的最優控制模型，分別在線性和滯變結構中實現了模型更為合理的最優控制算法，改進了原來由美國學者提出的兩種近似算法。隔震結構阻尼特性研究得到了美國國家自然科學基金項目的部分資助，智能隔震技術研究得到了中國國家自然科學基金項目及中美地震工程國際合作項目資助。在耗能減震結構方面，研究多種阻尼器的減震機理、耗能減震結構的時域響應和隨機響應，對粘滯阻尼牆和耗能支撐最優佈置及動力可靠性進行探討，並在實際工程中嘗試了採用耗能支撐減小機械設備引發的樓板振動。

通過對土木工程結構服役過程中的響應信息進行監測，實時獲得結構內部特性。在結構經歷某種災害後，通過測定其關鍵性能指標，把握結構性能的退化和繼續服役的安全程度，是國際土木工程領域的又一研究熱點。課題組將小波包分解與人工神經網絡技術相結合，利用結構響應的能量譜，對結構損傷位置和程度的進行識別，探討不同類型的神經網絡在結構特性識別方面的應用特點；將結構健康監測技術用於基礎糾傾過程中上部結構的動態監測，並對一頂升糾傾的實際工程結構進行靜力模擬和動力數值仿真；利用模態辨識技術，對在役橋樑結構進行動力測試和健康診斷；對大體積混凝土結構施工過程的水化温度場進行現場監測，併成功控制了温度裂縫。正在開展的研究中，採用衝擊激振手段，採集動態應變和加速度等參量，對鋼筋單元、砼單元，以及由此而組合得到的梁、板等結構系統在經歷不同應變歷史的響應特徵進行探索；通過對不同結構系統的動力有限元響應分析及損傷模擬，探討採樣點的最佳佈置方式。

高層建築的基礎造價佔建築物造價的很大比例。課題組早在上個上個世紀80年代，就開始對基礎、結構和地基土的共同工作效應進行研究。隨着各種不同造型高層建築的不斷湧現，不規則平面的高層建築基礎也成為結構工程領域的新課題。針對本地區的工程地質特色，對濕陷性黃土地基上不規則平面的箱形及筏形基礎與土體、上部結構的共同工作進行分析和現場實測，還利用ANSYS, ADINA等大型工具軟件對厚板筏式基礎的局部力學特性做了研究。利用非線性有限元模擬厚板筏式基礎的衝切破壞機理，開展室內模型試驗，探討厚板筏式基礎的衝切破壞模式，並利用智能材料對其衝切損傷過程進行監測。

課題組利用全球定位系統（Global Positioning System, GPS）連續跟蹤變形體的空間座標的優勢，將其應用於擋土牆等結構的長期變形監測。同時，利用地理信息系統（Geographic Information System, GIS）作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具，在城鎮及小區的減災規劃中模擬災害蔓延和控制。課題組近年來在自主發展GPS和GIS技術的同時，積極開展與日本空間信息技術研究機構的合作，在土木工程領域取得了有效的進展。在工程測量、優化設計、結構監測、施工跟蹤等方面可以提供所需要大量的地形數據資料和數據處理功能，課題組正在開展相關的合作研究工作以及實際工程的應用工作。

西北地區由於濕陷性黃土的特殊性，如果地基處理不當，經常發生建築物或構築物偏移傾斜的現象。課題組在糾傾過程的控制技術、施工技術和檢測技術等方面開展了研究工作，並取得了大量應用於實際工程的經驗。如將迫降糾傾技術應用於西固某6層磚混結構住宅樓的糾傾與加固，將截斷頂升糾傾技術應用於臨潭縣某辦公樓整體截斷頂升糾傾與加固，此外課題組在引大入秦東二乾渠鄧家嘴渡槽的這一水利工程中的糾編也獲得了成功。