工程結構振動控制技術研究

史雄波

摘要：發展振動控制技術并有效發展在建筑結構工程中具有避免發生天災并保證人民生命財產的重大意義，是保證所有主體結構工程能夠穩定用于生產生活的必備條件?；诶碚搶嵺`研究，本文對控制主體建構震動的技術進行簡略分析，望大家能夠多提寶貴意見。

關鍵詞：結構工程;振動縮減;結構抗震;

1建筑結構振動控制的科研狀態

1.1客觀控制

這種技術可以通過改變結構中某些構件的實際結構或改變系統的動態特性，在結構中加入子系統等來達到減振的目的技術不需要外部能源支持。通常，被動式控制結構比較簡單，總體成本不高，維護也很方便?；谄洫毺氐募夹g優勢，同時也被證明具有一定的抗震性能，已成為結構設計的熱點，并被廣泛應用于各類工程中。對于被動技術，根據目前的發展狀況，可分為基礎隔震和能量吸收兩大類。

1.2主觀控制

主動控制比較復雜，成本較高，通常難以維護。然而，在現代高層建筑工程中，采用主動控制技術，實際的振動控制效果更好?，F代主動控制還采用了一些前沿技術，可以實現對結構振動的實時跟蹤和對未來振動的科學預測，有利于進一步完善結構設計和優化抗震性能。細分技術有兩種：①控制力類型：由主動索、支撐系統、阻尼系統、防風罩系統等組成，當遇到結構振動時，利用外部能量對目標建筑結構施加控制力，利用傳感器將采集到的信息輸入計算機進行計算，得到所需的控制力，然后利用外部能量函數施加控制力來減小結構振動。② 半主動控制方式采用參數控制方式，利用小功率能量根據實際需要調整結構動力參數，有效降低結構振動。

1.3主客觀結合控制

可以理解為主動和被動融合控制。這種控制方式的設計比較繁瑣。要使二者共同發揮技術優勢，必須經過多次嘗試和運行。在日本，許多建筑結構設計都采用這種方法。在設計中，為了保證科學的應用，需要調查震情，勘探地質條件，盡量充分了解相關信息，并進一步優化控制系統，才能起到良好的抗震作用。雖然是主被動技術的結合，融合了兩種控制技術的優點，但成本也大幅增加，國內應用較少。

2對振動控制粗略分析

2.1基本材料的簡要分析

實踐證明，在工程建設中遇到不同的地震反應時，不同的基礎材料會產生不同的響應。因此，研究地基材料對抗震性能的影響具有十分重要的意義。在工程中，可以利用一些具有抗震性能的材料來處理地基，這樣可以減少地震反應，有效地減少建筑物的地震。為了提高建筑物的抗震能力，有使用粘土和砂土進行墊層施工的案例，也有使用糯米做墊層的相應研究。經過大量的研究和論證，證明瀝青材料具有良好的隔震效果。

2.2基本隔震

做好基本隔震工作是減少地震波對建筑物的破壞的重要手段。研究證實，在施工中，如果設置基本隔震和上部結構隔震，底部隔震裝置將發揮更大的作用，基本隔震對提高結構的整體抗震性能具有重要意義。

2.3消能

在地震級別不高的情況下，建筑結構可以借助隨處設置的消能裝置，有效地保持結構的彈性狀態，從而減少地震的負面影響，控制危害。當發生高烈度地震時，消能裝置能增加結構的變形程度，配合消能裝置的大阻尼，減少和吸收大量的地震能量，將其轉化為熱能并向外界傳遞，可以大大降低地震的影響。該技術具有以下優點：1）提高了結構的安全性，消能裝置的可靠性高，能吸收和消耗相當大的地震能量，有效地保護主體結構不受破壞;2）造價較低，具有一定的經濟性，也符合當前環保要求。該裝置采用柔性材料，可有效減少工程結構所需剪力墻的數量，減少配筋截面。廠房、辦公樓等均可應用，能起到理想的效果;④維修成本相對較低。雖然安裝消能減震裝置也需要定期維護才能保持良好的性能，但與其他裝置相比，維護費用處于較低水平。

2.4懸空防震

該技術能阻斷地震波從地面向主體結構的傳播，有效地防止主體結構受到地震的破壞。幾乎所有設備結構的質量都懸浮在地面上。當地震發生時，建筑結構的上層會被分離，不會產生慣性力，可以起到很好的隔震效果。這種技術普遍應用于鋼結構建筑中，更廣泛應用于大型鋼結構建筑中。隨著技術的發展，它可以分為兩部分：主框架和子結構。一般采用懸掛式底座設計，主框架結構與底座分離。如果發生地震，當地震波沖擊懸掛位置時，能量會明顯下降，很難轉移到建筑物主體上，從而減少地震后建筑物結構可能造成的損失。

3建筑結構工程有效振動急需處理的難點

目前，國內外對結構振動控制進行了大量的相關研究，在抗震減振設計方面取得了新的突破和質的飛躍。越來越多的研究者開始關注這一領域的研究。然而，科學研究是一個循序漸進的過程，技術跨越難以脫離發展規律。在結構振動控制領域取得的一些看似輝煌的成就，也可能存在一些不成熟的地方，還有許多問題需要解決。例如，在控制器的設計上，我們需要進一步簡化建模工程和模型;探索如何進一步降低能耗和總成本，使建筑在良好性能的基礎上簡化工程;注意各種外界因素對結構振動的影響，提高振動控制的耐久性和建筑結構的安全性;嘗試與其他學科的技術成果相結合，使結構振動控制智能化。

4混凝土建筑結構抗震加固設計方法

在建筑結構施工過程中，鋼筋混凝土結構本身具有很大的自重，特別是建筑物高度與建筑物底部柱軸力成正比關系。延性對不同的建筑構件有一定的要求。如果層高是已經制定的，為了使構件的延性得到再高度的提升，通常會適當調整軸壓比，但必須要控制在一定的可承受值內，以免在地震烈度較高時，容易引起剪切破壞，導致建筑主體失穩而發生坍塌。所以，必須對其加強加固設計好每一項參數。（1） 選用螺旋復合箍筋。為了保持柱的抗剪承載力，在強柱和弱梁的極限條件下設計了柱端的抗彎承載力。短柱在強剪弱彎流程不可能發生剪切破壞。通過復合螺旋箍筋，可以再次提高柱的沖切承載力，提高短柱的抗震性能。（2） 使用拆分列。與抗剪性能相比，短柱具有較強的抗彎承載力，但在地震突來時，通常在抗彎承載力尚未出現的情況下，由于地震引起的剪力作用已經形成很大的破壞。因此，可以適當降低短柱的抗彎承載力，以保證其與抗剪強度相一致，從而使短柱在地震發生時能更好地保證抗彎屈服效果。為了提高構件的抗震效果和強度，節點通常沿豎向柱設計，并將柱體分離。在柱腿之間的鋼筋中設置連接鍵，進一步提高構件的抗震效果和強度。連接鍵通常使用摩擦阻尼器、隔板和貫穿間隙。

5結語結

綜上所述，所有建筑主體的抗震設計工作關系到人民群眾的生命財產安全，因此全社會應給予建筑結構工程抗震設計工作高度的重視，深入分析它的結構工程特點及它本身的抗震風險成因，加強建筑工程主體結構抗震設計原則的把握，加重關注建筑抗震設計的所有潛在風險，并且運用各種抗震設計方法，快速提高所有新時代建筑產物的抗震能力，有效控制所有建筑結構主體地震之后所發生的危害，保護所有人的生命財產和社會財產的安全。

參考文獻

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