建筑结构的隔震、减振和振动控制研究

建筑结构的隔震、减振和振动控制研究

Summary：在保证安全使用性能的前提下，加强抗震、减振等方面的工作，实施标准化的管理方案；实现了双赢的经济效益和社会效益。本文从被动控制、主动控制、半主动控制等方面对建筑物的隔震与阻尼机理进行了分析，从混合控制等几个角度，对建筑物隔震、减振等控制技术进行了详细的论述。Keys：建筑结构；隔震；减振；振动控制引言近几年，随着社会对建筑安全的重视，建筑物的隔震、减振等控制技术得到了广泛的应用，经过几年的发展和不断的改进，它能够很好地与实际的工程相融合，并在实际的工程中进行设计。另外，在设计规范中，还增加了减振和减振方面的内容。国际上也会定期召开相关的研讨会，对此进行研究和完善。所以，对建筑物隔震、减振的控制策略进行分析是当务之急。1、建筑结构的隔震及消能减震的原理隔震技术发展速度很快，属于一种比较典型的建筑结构振动控制就是。但是需要注重的是，现阶段我国建筑领域中对高层建筑工程项目的减振机理还没有形成统一性的认知，相关研究理论还不够丰富，导致高层建筑工程项目隔震结构设计工作开展中缺乏有力的依据，高层隔震结构不能发挥出应用的作用，甚至还会导致高层建筑工程项目应用存在一些不良安全隐患。对于建筑隔震结构而言，高阶振型反应谱加速度的减少貴在一定高度反应谱加速度减少貴中会超出很多，但是在多层建筑工程项目中，高阶振型的减少量与低层振型并没有存在较大的差异性。1.1建筑结构的隔震原理在工程实践中，建筑物的构造分为三大块，即上层、隔震和底层。利用这种方法，在发生地震时，地震的动力会从下面的建筑物传递到隔震区，而减震层则会把大部分的地震能吸收并耗尽，最终传递给上层建筑的地震可能只是其中很少的一部分。而上部结构因隔震作用而产生的周期性变化，使其对地震反应的反应大为降低，确保了其上建筑物的安全性。1.2耗能减振原理将耗能元件置于建筑物的抗侧受力构件中，以达到消能减震的目的，称之为耗能阻尼结构。在地震时，会有大量的电能被释放出来，而在传递给建筑后，会引起建筑的弹性和弹性的弹性，从而导致建筑的弹性和弹性。这样就可以有效地减少和吸收地震传递过来的能源，减少建筑物所受到的能源。这恰恰是在传统的建筑物中，为了抵御地震的力量而盲目的加强大楼的原则。1.3半主动和混合控制技术半主动隔震控制体系主要是以被动控制技术为主的，通过较小功率的输出，转变被动控制系统的运行参数和实际运行转状态，输出一定的振动控制力，保证建筑结构可以一直处于健康稳定运行状态中，也可以将其称之为参数控制装置。此过程中主要是利用了建筑结构的反应信息，以及建筑结构外部的干扰信息对振动进行有效调控的。2、建筑结构防振动质量安全控制在确定了建筑物的振动调控需求后，必须采取行之有效的振动防治技术，建立起更为科学的抗震监控系统，以降低对建筑物的震动造成的冲击；保证工程施工安全与品质，降低工程造价及人力成本。2.1优化辅助性控制管理辅助控制是指在不依赖外部力量的情况下，通过动态分析和验证，可以有效地减少地震的影响。同时，该处理机制必须与无承载部件调整方案相结合，建立有效设备的结构减振处理模型，以保证隔震与消能减振工作的顺利实施。(1）可消除的品质管理。一般用于复合建筑，可有效提高建筑物主体结构的防护效能，同时保持整体建筑系统的规范；有效地减少了地震造成的损害。(2）采用碰撞法进行品质管理。它的作用是通过吸收撞击和弹性撞击来降低整体结构的稳定性，并采用消能的方法来改善结构的抗震质量。当地震作用于建筑物的结构时，摆动机构可以进行碰撞，使结构的振动得到有效的缓冲，同时，摆锤本身也具有减振作用，保持建筑物的局部抵抗能力。(3）对振动吸收和阻尼的质量进行控制。一般是指在建筑物遭受剧烈的震动或者是剧烈的外力作用下，建筑物内部的减震装置可以有效地抵消掉所产生的能量和作用力，同时还可以根据建筑物的变形状态，在内部形成新的结构形式；能有效地抵抗外部的外力，保证整体结构的减震效果最好。比如，在目前已有的几种常用减振装置中，摩擦力减振器是多层结构、高层建筑中常用的减振装置，但其自身并不具有对其进行重置处理的能力；然而，如果能够根据结构本身的特点来进行刚度复位，则可以有效地降低振动的影响。当发生小风天气或者发生低强度地震时，所安装的消能装置可以同建筑结构协同工作，使建筑结构保持在弹性状态，不会对正常使用造成影响。当风力较大或者发生较大强度的地震时，消能装置能够大量吸收和消耗建筑结构所受到的风力或者地震能量，从而使这些能量以热能的方式转化掉，保护建筑结构不被破坏。当前应用最多的耗能装置有很多，比如，摩擦耗能减振装置、金属阻尼器以及复合型耗能器等等。2.2建筑结构振动智能控制智能控制技术是一种比较有效的控制方式，它是一种利用外界能量来调节和支持建筑物结构的抗震能力，这样就可以有效地提高整个建筑物的动态特性，并能较好地消除由地震剪引起的破坏。2.2.1自主控制在自动控制方面，技术人员应与高科技产品特别是感应器相结合，以便能及时掌握外界激励的作用和参数；将资料传送至电脑处理系统后，可使用智能资料分析模式进行资讯与资料之比较，使资料之精确度最大化。它可以根据传感器的接收方式，将相应的命令发送给外部的能量源，并采用与建筑物的实时动态相适应的处理机制，以保证抗震工作的顺利进行。由于自动控制技术与标准的数字装置相结合，使信息管理的效率得到了极大地提升。2.2.2半自主控制半自主控制是建筑结构振动控制技术中常用的一种，它是以智能控制为基础，与辅助控制相结合的方式；以副控为主。在建筑物发生地震问题后，要调整各构件的相关参数，以确保其动态性能与实际规范相符，以便及时调整其抗震性能；尽量降低地震带来的冲击。当地震发生时，当发生较大的地震时，单一地依靠被动控制技术将不能有效地保持结构的抗震性能；必须与其自身的控制架构相结合，以达到更为合理的处置方式，以保持建筑物的稳定与安全。比如，采用油压减振的半自动控制方式，结合了智能、辅助两种技术的优点，并采用了减震装置；运用控制算法及分析设计软件对油道的设计要点进行了全面的分析，使其在降低建筑物的地震反应方面具有优越性，使建筑工程的安全质量得到最大限度地改善。3、未来发展趋势随着科技的发展和发展，隔震、减振等技术在建筑结构中的应用也会得到全方位的提升和优化，在技术过程和应用方案的基础上，配合更为科学的技术系统来保证结构的使用安全和稳定。近年来，由于地震引起的建筑物结构失稳问题越来越引起人们的重视。目前，有关建筑领域的专家们已经将目光从理论上转移到了工程试验中，并将更多的精力放在了隔震系统的建设与运用上，以便更好地建立起一个整体的抗震控制模型，并能有效地降低建筑物的抗震性能和稳定性。另外，隔震系统的使用范围越来越广，相应的工艺处理方式也在逐步提高。同时，为了使理论知识更好地运用于实际，并将其转化为技术上的技术要求，使建筑结构的振动控制布局系统更加完善。结语随着经济的快速发展，人们对地震的认识也在不断地加深，现在已经开发出了许多实用的增强建筑物抗震性能的实用技术；然而，这条研究之路，却是无止境的，目前仍有许多问题需要探讨，因此，应加强对建筑物结构在地震作用下的控制规律的探索，经过不断地研究，隔震、减振等方面的技术将会不断发展，从而保证建筑物的安