文档介绍:关于土木工程中结构振动控制技术的探讨
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要:科技技术的不断发展,是传感技术有了充分的发展空间,而结构振动控制技术在土木工程的领域上成了研究的热门话题,结构控制在土木工程中的应用也越来越纯熟。本文就结构振动控制展开讨论,总结此项技术的主要分类,并结合具体分析了结构振动控制的具体应用,最后对该项技术的发展加以展望。
关键词:土木工程;结构振动;控制技术;探讨
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结构振动控制技术种类探析
结构并不承受外加能源,在结构振动过程中,控制装置受结构振动影响,其产生的控制力也在不断变化,控制力是被动产生的,谓之被动控制技术。此技术又被细分为以下几类:基础隔震。根据建筑位置分析当地可能出现的地震级数,将控制机构深埋在地基下方,将震感传播路径加以阻隔,中断震动向上层传递,上层结构稳定,地震对建筑的破坏较少。夹层橡胶、滚珠滚轴等材料是基础隔震的常用材料,此外还有很多基础隔震技术在土木施工中应用;耗能减震。TMD和TLD是常见的被动控制系统,TMD是调谐质量阻尼器,结构组成包括弹簧、振动系统等,系统需要外力驱动振动,TMD系统上会有惯性力产生,结构受到惯性力从而出现震动,将惯性力进行合理调节,主结构受力被重新分配,结构振动明显减少。TLD是调频液体阻尼器,水箱是主要的组成装置,外力会使水箱中水出现晃动,风载、地震等都能触发阻尼器进行作业,箱体内液体受外力作用晃动,形成波浪,动压力差随之产生,液体运动过程中伴随着惯性力的产生,两类力相互作用,达到平衡减振效果。
此类型控制系统种类较多,本文挑选两种典型系统进行分析:①AVS即变刚度系统,其功用是避免建筑发生共振现象,系统中起关键性调节作用的是液压元件,刚性支撑、大梁在元件的调节下,两者连接条件发生改变,共振现象随之减少。能耗低是系统的显著优点,若市电突发供应中断,系统备用电源还能维持其运转
3min。系统能自如完成层间刚度调节工作,刚度调节好比应答开关,只要保证刚度在允许范围内波动即可,该系统在调节刚度既能避免结构共振,又能增加阻尼。②ER和MR系统,随着系统调节,电场、磁场发生变化,进而带动系统中的流变体发生自由流动,流体在固态、半固态和液态间自由转换,控制过程无需借助伺服阀,加强系统机械构件的可靠性,便于工作人员对系统的后期维护。
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,对结构振动情况实施实时追踪和预测,令结构设计与系统性能达到最佳。主动控制技术分为控制力型和