磁流变控制技术及其在建筑抗震工程中的应用

磁流变半主动控制技术是结构减振控制的重要内容，它兼具被动控制技术与主动控制技术的优点，既具有被动控制的可靠性，又能限度地接近主动控制的减振效果，尤其是将磁流变阻尼器与自复位混凝土结构结合，不仅能在地震过程中通过持续施加电流增强自复位混凝土结构的耗能能力和减振效果，又能在地震结束后，通过断开磁流变阻尼器的电流消除其对抗震结构残余变形的影响，使自复位混凝土结构快速恢复到原位。
 本书的个特色是既介绍磁流变材料、磁流变阻尼器和设置磁流变阻尼器的混凝土结构的理论与试验，又系统、深入地介绍设置磁流变阻尼器的混凝土结构的静力和动力分析理论；本书的第二个特色是利用MATLAB软件平台，通过编程仿真建立未控和磁流变阻尼器有控混凝土结构的平面和空间多维计算模型并进行动力时程分析，帮助读者理解复杂的磁流变半主动控制理论与技术，并掌握基于MATLAB的结构数值编程建模仿真分析方法。
 全书共8章，系统地阐述和总结了磁流变材料、磁流变阻尼器、设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能，以及设置磁流变阻尼器有控结构的数值建模理论和编程仿真分析方法。第1章简要介绍了被动控制、主动控制和半主动控制等工程结构振动控制方法，同时介绍了磁流变液材料、磁流变阻尼器，以及磁流变阻尼器在土木工程减振控制中的应用。第2章介绍了磁流变液材料的组成、工作模式、制备工艺、力学性能和力学模型等。第3章介绍了磁流变阻尼器的设计方法、拟静力试验和低周反复荷载作用下的力学性能、耗能能力及力学模型。第4章介绍了设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱在拟静力作用下的抗震性能，对比了普通钢筋混凝土剪力墙和柱、自复位混凝土剪力墙和柱、设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性性能、残余变形、残余裂缝宽度和耗能能力等抗震性能特征。第5章介绍了平面杆系单元、空间梁单元、板壳单元、单元坐标变换、整体刚度矩阵集成、边界约束条件的处理等数值建模基础理论。第6章介绍了设置磁流变阻尼器建筑结构的动力学分析理论、各单元的质量矩阵和结构的整体质量矩阵，给出了设置磁流变阻尼器结构的半主动控制算法。第7章基于数值建模分析理论，采用MATLAB软件编程的方法，建立了未控和磁流变阻尼器有控建筑结构的平面模型，并编制了该模型的MATLAB程序。第8章基于第5章和第6章介绍的有限元建模分析理论，采用MATLAB软件编程的方法，建立了未控和磁流变阻尼器有控建筑结构的多维模型，并编制了该模型的MATLAB程序，给出了建筑结构的多维减震和扭转震动控制效果图。
 本书由赵军负责制定全书大纲，确定各章节内容，并负责全书的统稿工作。第1章、第4章内容由赵军撰写；3.3节和3.4节、第5～8章由张香成撰写；第2章、3.1节和3.2节由阮晓辉撰写。此外，研究生罗京和王培培参与了第4章设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱试验结果的整理工作，在此表示衷心的感谢。
 本书研究工作得到了国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项“损伤可控型自恢复减震结构的研发与设计方法”（项目编号：2016YFE0125600）、*创新团队发展计划“新型建筑材料与结构”（项目编号：IRT_16R67）和国家自然科学基金项目“基于磁流变多维减振装置的建筑结构减震研究”（项目编号：51408555）等项目的资助，在此表示诚挚的谢意。
 由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请专家和读者评阅。任何意见和建议均可通过邮箱zhaoj@zzu.edu.cn发给作者。