土木工程結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)

1、土木工程結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)摘要：隨著我國土木工程建設(shè)施工規(guī)模的逐漸擴大，加強對土木工程結(jié)構(gòu)的有 力控制管理便顯得極為重要。首先要從實際土木工程的建筑設(shè)計需要出發(fā)，合理 的分析建筑結(jié)構(gòu)減震的控制標準以及設(shè)計方案，結(jié)合實際中土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計 原理，對土木工程的施工方式進行合理的分析，確定建筑結(jié)構(gòu)減震控制方法，提 升土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)減震；控制技術(shù)放眼世界，我國綜合國力正以驚人的速度不斷提升，國內(nèi)的各類技術(shù)水平也 隨之不斷提高。地震災害屬于自然界中的不可抗力，為防范和控制這一災害因素 對建筑結(jié)構(gòu)帶來的不良影響，土木工程在進行時便采用了結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)，這 項技術(shù)迎合了地震

2、災害所具有的隨機性與突發(fā)性的特征。土木工程結(jié)構(gòu)控制概念 的提出和研究的應用，距今已有三十多年的歷史，隨著時代的發(fā)展和科學的進步， 這項技術(shù)日趨成熟，如今已經(jīng)具備一套完整的體系理論結(jié)構(gòu)來供施工建設(shè)作為參 考。土木工程中的減震技術(shù)目前有主動控制、被動控制、混合控制等，充分利用 土木工程結(jié)構(gòu)中的減震控制技術(shù)，依據(jù)不同情況結(jié)合各類抗震技術(shù)的不同特點， 盡可能的提升土木工程減震控制水平。1 土木工程結(jié)構(gòu)中的減震控制技術(shù)體系簡析地震是人類必須面對的自然災害之一。地震由于其隨機性和突發(fā)性，難以準 確預測，往往導致災難性的后果。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法依賴于提高結(jié)構(gòu)本身 的強度和變形能力來抵抗地震。此時，大量的

3、地震能量被允許從地面轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)。 抗震設(shè)計的主要考慮是如何使結(jié)構(gòu)具有抵抗這種地震作用的能力。正確選擇塑料鉸鏈的位置和仔細設(shè)計構(gòu)件的細節(jié)，雖然可以保證結(jié)構(gòu)的完整性和防止倒塌，但 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞是不可避免的。2 土木工程結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)的基本原理結(jié)構(gòu)減震的控制技術(shù)在原理上的定義為:建筑結(jié)構(gòu)的某一特定部位配置控制 裝置、部件或者種子結(jié)構(gòu)，當結(jié)構(gòu)受到能夠威脅到其本身穩(wěn)定性因素的時候，便 會在一定程度上自內(nèi)而外產(chǎn)生一定的抗性，從而能夠降低其自身的震顫反應。3結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)在土木工程中的應用土木工程結(jié)構(gòu)減震被動控制技術(shù)與其他控制技術(shù)相比，被動控制可以被認為是一種非常簡單的減震措施，通 常是修改結(jié)構(gòu)本身的

4、一組元素，以顯示難以證明的動態(tài)特征。這種控制技術(shù)并不 完全適用于高層建筑，因為高層建筑為了躲避雷暴天氣的影響，需要選擇一定的 絕緣體材料，而絕緣通常只能對高頻地震波起作用。所以要從實際土木工程的建 筑設(shè)計材料出發(fā)，合理的分析建筑結(jié)構(gòu)減震的控制標準以及材料配備，結(jié)合實際 中土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理，對土木工程的施工方式進行合理的分析，選擇建筑 結(jié)構(gòu)減震材料的種類，提升土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。在減震材料選擇完畢以后， 還需要進行修改，修改過程也是影響減震被動控制的一個重要因素，因為當防震 材料因其結(jié)構(gòu)和組成而發(fā)生變化時，其性能和強度也會隨之變化。所以建筑結(jié)構(gòu) 材料的選擇要適應建筑的結(jié)構(gòu)組成，需要因地

5、制宜。土木工程結(jié)構(gòu)減震主動控制技術(shù)與被動控制技術(shù)相對應的便是主動控制技術(shù)，外部能源是主動控制技術(shù)中的 關(guān)鍵所在，在建筑結(jié)構(gòu)受力過程中施加控制力，以此改變結(jié)構(gòu)的震動反應特性， 從而對結(jié)構(gòu)震動起到快速減震的目的。這需要以作動器發(fā)揮主觀作用，施加外力 對建筑結(jié)構(gòu)所受的外部震動進行反制抵消。土木工程結(jié)構(gòu)減震主動控制法主要是 以現(xiàn)代化算法控制作為基本依據(jù)，前期的投入成本比較大，但是起到的減震效果 十分可觀。但是據(jù)研究表明，主動控制技術(shù)在實操方面上仍然存在著許多的限制 因素。主要表現(xiàn)在以下四個方面：（1）主動控制系統(tǒng)在地震時的準確運作問題。 比如日本，作為一個地震頻發(fā)的國家，在抵抗地震、颶風等自然災害方面

6、有獨到 的經(jīng)驗。但日本工程科研隊伍在其本國發(fā)生大規(guī)模地震時發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)中有較 大部分的主動控制系統(tǒng)由于操作困難而不能正常運轉(zhuǎn)；（2）滯效問題。主動控 制技術(shù)主要是使用外部作動器對建筑結(jié)構(gòu)施加外部力，這種外部力會根據(jù)頻率的 控制具有一定的周期性，從而能夠與外界地震力或者風力起到抵制互消的作用。 但是通過對頻率的切換方式去控制周期性是較難實現(xiàn)的，若不能及時地將作用力 傳導到位，便會出現(xiàn)滯效問題。（3）能量問題。由于主動控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)完全 依靠外部能源的維持，而在地震到來之時是否能夠保證這種夕卜部能源具有足夠的 持續(xù)性和可靠性，仍然是一個有待考量的問題；（4 ）設(shè)備維護問題。一般來說， 跨海、跨谷

7、大橋的使用壽命可以達到幾十年甚至上百年不等，那么所應用的主動 控制系統(tǒng)也要在建筑結(jié)構(gòu)使用壽命之內(nèi)在功能性上保持完備狀態(tài)，但以現(xiàn)在的科 學技術(shù)水平很難使主動控制系統(tǒng)保持這么長的完備期。土木工程結(jié)構(gòu)減震混合控制技術(shù)減震混合控制，顧名思義，便是主動與被動減震技術(shù)的結(jié)合使用，可以將外 部能源輸入裝置和建筑結(jié)構(gòu)本身的抗性屬性相結(jié)合，在震動時同時發(fā)揮主動與被 動作用共同抵抗。但是不同于一般建筑結(jié)構(gòu)的是，在超高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，會 存在一些即使主動控制與被動控制相結(jié)合也難以完全躲避的問題，如雷擊影響、 高層火災等?；旌峡刂葡軠p震，其主動控制與被動控制都并非是單一的結(jié)合體， 而是多種減震構(gòu)件共同組合，同時為

8、結(jié)構(gòu)提供足夠剛度和附加阻尼,確保建筑結(jié)構(gòu) 能夠具有全面的抗震性能。在土木工程的建筑施工成本和安全性能上來說，混合 控制技術(shù)需要的控制設(shè)施相對于全主動控制技術(shù)更加經(jīng)濟，而且更加可靠，同時 對于維護時的硬性需求也不會很高，綜合以上幾個優(yōu)勢，混合控制技術(shù)在如今已 經(jīng)成為土木工程領(lǐng)域所共同接受認可的土木工程結(jié)構(gòu)減震的有效控制方法。此項 技術(shù)的重點在于混合控制緩沖區(qū)，這是一個緩沖區(qū)主動和被動技能組合特征結(jié)合 起來，用于抵抗外部能量輸入裝置和建筑的架構(gòu)，以主動控制和被動控制結(jié)合來抵 抗震動。吸收的混合能源和沖擊，無論是主動控制緩沖區(qū)還是被動控制緩沖區(qū)，都 不是組合組件，而是一個綜合性的碰撞緩沖區(qū)組件,同時

9、提供足夠的剛度和額外 的緩沖區(qū),以確保建筑結(jié)構(gòu)可以全面抵抗地震。至于建筑工程安全設(shè)施和混合控 制技術(shù)，都需要一些可靠的控制來達到更經(jīng)濟、更活躍的效果，從而避免后期的頻 繁維修。總結(jié)以往方面中，混合控制技術(shù)已成為一種有效的土木工程結(jié)構(gòu)減震控 制方法，得到了土木工程領(lǐng)域的廣泛認可。4結(jié)束語總體來說，結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)在土木工程領(lǐng)域仍有很大的提升空間，目前， 越來越多的高材生投身到工程建筑行業(yè)，這足以證明土木工程行業(yè)的前景十分可 觀。在如今大發(fā)展、大轉(zhuǎn)型的世界變革中，土木工程在國際上的競爭日益激烈， 建筑行業(yè)的競爭往往不是人力和財力的競爭，而是新科研設(shè)備的先進性比拼和新 型控制技術(shù)的多元化較量。中國土