文档介绍：关于土木工程结构振动控制技术的探讨-土木工程论文
关于土木工程结构振动控制技术的探讨
蔡准 CAI Zhun
(西安思源学院,西安 710038)
摘要: 随着信息技术的不断发展,传感技术、信号采集与处理技术随着应用领域的拓宽得到了充分的发展空间,土木工程结构的振动控制技术研究经过多年研究已取得了一些成就,相应的技术也在实际工程中广泛应用,但是应用过程还存在着许多的问题与不足,本文简要分析了振动控制技术并对其前景进行展望。
关键词 : 土木工程;结构振动;控制技术
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)23-0103-03
作者简介:蔡准(1987-),男,陕西西安人,助教,工学硕士,研究方向为土木工程、结构工程。
0 引言
土木工程伴随着人类社会的发展而发展。随着科学技术的不断进步,人类在抵抗各种自然灾害的问题上也取得了一定的进步。然而在伟大的自然面前,人类仍旧渺小。我们需要更加先进的技术和更加完备的设施来抵抗灾害的侵袭。传统的防震技术的作用效果和安全性能十分有限,如果地震发生,结构无法支持,很有可能破坏严重,甚至带来极为严重的生命财产损失。因此,土木工程结构振动控制技术的研究发展十分重要。
1 土木工程结构的减振工作原理
对于消耗能量的减振结构而言,具体是指土木工程结构的抗侧力装置,在该装置内部安装有效能量消耗零部件,进而实现减振目的。如果土木工程结构遭遇地震并受到能量侵蚀,能量消耗零部件及其装置会产生弹塑性,滞回变形,以此来吸收和消耗因地震所带来的能量,并减小对土木工程结构主体结构的影响程度,进而实现减振和震动控制的目的。由此可知,减振工作原理与传统正好相反,这也是技术领域中的突破性成就。其主要的工程结构振动控制原理如图1所示。
2 结构振动控制技术的研究现状
被动控制
被动控制是通过改变建筑结构自身一些构件的构造和结构体系的动力学特征,或者在结构的某个部位附加一个子系统,来实现减振的目的一种不需要外部能源的结构控制技术。由于其结构简单、造价低廉、易于维护且无需外部能源支持,目前已成为建筑与结构设计的热点,许多实际工程中也已经广泛应用。被动技术主要包括基础隔振技术和耗能吸能减振技术。
基础隔振是在结构的上部与基部之间设置一种隔振消能装置的控制技术,是被动控制的一种,它主要通过减小地震时向地表传输的能量,来减小结构的振动。基础隔振能明显降低结构的自身振动频率,非常适用于中低层建筑,但由于隔振只对高频率的地震波有效用,所以对高层建筑并不适用。
吸能减振是通过附加子结构,使结构的振动位移,能量重新分配,从而减小结构振动。耗能减振是在结构体的某些部位,如节点和支撑部等设置耗能阻尼机构。继而通过这种机构对结构施加控制力,快速减小结构振动。耗能减振和吸能减振的装置主要有摩擦阻尼器、粘性液体阻器、调谐质量阻尼器、金属屈服阻尼器、质量泵和液压质量控制系统等。
主动控制
主动控制是一种需要外部能量供给的控制技术。是否具有能量耗损和完整的反馈控制回路是其与被动控制技术的主要区别。尽管主动控制技术更为复杂、造价昂贵并且难以维护,但对于高层建筑建筑而言,主动控制具有更好的防震效果。主动控制应用了现代尖端的结构控制技术,对结构振动情况