概述土木工程結構減震控制措施

概述土木工程結構減震掌握措施摘要：建筑作為人民生活的場所，更值得我們區(qū)深化探究如何加強其抗震性。結構減震掌握是通過增加某些結構部位的強度和變形力量提高建筑結構的抗震性能，是土木工程中有效的防災減災方法。文章將就土木工程結構減震掌握技術作簡要的分析，盼望對今后相關工程的討論供應借鑒。結構減震掌握技術是一門科學性和技術性很強的應用科學，在結構設計中應用減震掌握技術，能很好地減小地震反應從而降低抗震等級，同時建筑物的總造價增大不多。隨著結構減震技術的進展，減震掌握系統(tǒng)的造價也在不斷降低，土木工程減震結構建筑的經濟效益將會越來越凸顯，將來，結構減震技術和方法必將成為土木工程重要進展和應用趨勢。一、結構減震掌握技術的基本原理結構減震掌握指的是在建筑結構的某個特定部位設置某種掌握裝置、機構或種子結構，當結構消失振動的時候，主動或液壓質量振動被動的施加外力來轉變或調整結構的動力作用或動力特性，從而有效降低結構的振動反應，其最終目的就是通過實行一系列掌握措施和方法，降低建筑結構在地震等強動力荷載下的反應，增加建筑結構的穩(wěn)定性能，為建筑結構的平安性供應保障。由地震反應譜我們了解至h隨著周期的不斷加大，其加速度的反應譜就會漸漸的縮小，一般低層建筑的剛度是較大的，所以其周期是比較短的，在地震的時候其中的加速度是相對比較大的，所以假如我們實行一個相應的措施加大了其延長結構基本的自振周期，使其遠離場地的卓越周期，使得結構的基頻始終處于一個地震能量高的頻段以外，就可以有效地降低其建筑物的輸入加速度?？傊?，結構減震掌握依據(jù)是否需要外部能量輸入可分為被動掌握、主動掌握、半主動掌握、智能掌握和混合掌握。其中，被動掌握指在結構的某些部件附加耗能裝置或子結構系統(tǒng)，或對結構自身的某些構件作構造上的處理以轉變結構體系的動力特性。被動掌握不需要外部能量輸入供應掌握力，掌握過程不依靠于結構反應和外界干擾信息。而且因其具有構造簡潔、造價低、易于維護及無需外部能源支持等諸多優(yōu)點，所以引起工程界的廣泛關注，成為應用開發(fā)的熱點，因而很多被動技術日趨成熟，并在實際工程中應用。二、土木工程結構減震的掌握方法1、被動掌握被動的掌握根本就不需要供應外部的能量，然而就得通過隔震、減震裝置來消耗振動的能量，同時還得阻擋振動在結構之中的傳播，它具有不要外界能源支持、比較簡潔維護、造價也是相對比較低、構造簡潔等等的眾多優(yōu)點而被廣泛的應用。被動掌握主要包括了調諧減震、基礎隔震以及耗能減震。(1)基礎隔震的討論主要則是討論開發(fā)出性能卓越并且價格低廉的隔震裝置。在上個世紀的70年月末期提出了疊層橡膠支座隔震方法以及技術，這樣結構基礎隔震則進入到了蓬勃進展的階段。開發(fā)出一批應用相當廣泛的隔震裝置有夾層橡膠墊隔震裝置、鉛塞滯變阻尼器隔震裝置、粉粒墊層隔震裝置、基底滑移隔震裝置、鋼滯變阻尼器隔震裝置、懸掛基礎隔震裝置以及混合隔震裝置等等。當前基礎隔震的使用比較廣泛，隔震結構的分析以及設計方法漸漸成熟。目前世界已經建成上千座隔震建筑以及橋梁，同時呈現(xiàn)出良好的減震效果。（2）耗能減震。耗能減震技術就是把結構物中的某些構件（如剪力墻、支撐等等），設計成的耗能部件或是在結構物的某些部位（連接處或是節(jié)點）來設置其阻尼器，在小荷載的作用之下，阻尼以及耗能桿件可以處于一個彈性的狀態(tài)，在劇烈地震的作用之下，耗能裝置首先進入的是一個非彈性的狀態(tài)，大量消耗輸入到結構之中的能量，這樣就可以使得主體的結構避開進入一個明顯的非彈性狀態(tài)，從而就可以愛護主體結構不會受到破壞。我們依據(jù)其耗能裝置的不同，耗能減震體系有可以分為不同的體系，一種是耗能構件減震體系，其中常用的耗能元件有耗能剪力墻（如橫縫剪力墻、豎縫剪力墻、周邊縫剪力墻、剪力墻等等）以及耗能支撐（比如，方框耗能支撐、圓形耗能支撐以及形偏心耗能支撐等等），然而另一種則是阻尼器耗能減震體系，其中及包括了摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器以及彈塑性耗能器（軟鋼耗能器、鉛擠壓阻尼器以及記憶合金耗能器等）等等。（3）調諧減震。調諧減震主要是通過在建筑主體結構中附加一些子結構的方法，使主體結構在強震作用下，振動發(fā)生轉移，結構中的震驚能量就能在原結構與附加結構之間得到重新的安排，大大降低了震驚對原結構帶來的破壞。常用的調諧減震系統(tǒng)有調諧質量阻尼器、模式質量阻尼器、質量泵、調諧液體阻尼器、液壓質量振動掌握系統(tǒng)等，這些調諧減震系統(tǒng)能夠有效減小地震反應。2、主動掌握主動掌握是主要是以現(xiàn)代掌握理論為基礎，通過外部能源的有效采用以及對結構反應的實時監(jiān)測，當結構受到激勵振動的時候，計算出掌握力，對結構施加掌握力或者轉變結構的動力特性，快速將結構的振動反應降到最小，從而使結構在受派動過程中仍舊能夠保持原始狀態(tài)，避開結構消失致命性損壞。目前有關主動掌握的討論內容主要分為主動掌握算法和主動掌握裝置討論兩部分。主動掌握裝置主要有主動質量阻尼系(AMD)、主動拉索系統(tǒng)(ATS)、主動支撐系統(tǒng)(ABS)、主動空氣動力擋風板掌握系統(tǒng)(ADA)和氣體脈沖發(fā)生器掌握系統(tǒng)(PC)等。主動掌握算法是主動掌握的基礎，它的目標是使主動掌握系統(tǒng)在滿意其狀態(tài)方程和各種約束條件下，選擇合適的增益矩陣，查找最優(yōu)的掌握參數(shù)，使系統(tǒng)達到較優(yōu)的性能指標，實現(xiàn)對結構的最優(yōu)掌握。3、混合掌握混合掌握是將主動掌握和被動掌握聯(lián)合起來應用，即將主動掌握和被動掌握同時應用于同一建筑結構減震中，可以將主動掌握和被動掌握兩種方法的優(yōu)點充分發(fā)揮出來，彌補了單一掌握方法的制約和不足，只需要小功率的能量輸入就能直接供應掌握力，掌握效果特別明顯，調諧范圍得以擴大，結構抗震系統(tǒng)的穩(wěn)定性、有用性和平安性大大提升。目前，混合掌握有主動質量阻尼系統(tǒng)(AMD)與調諧質量阻尼系統(tǒng)(TMD)或調諧液體阻尼系統(tǒng)(TLD)的混合掌握，主動掌握與基礎隔震的混合，主動掌握與耗能減振的混合，液體質量掌握系統(tǒng)和主動質量阻尼系統(tǒng)的混合。目前，隔震和耗能減振的混合掌握應用較為廣泛。世界上第一個安裝混合質量阻尼器(HMD)掌握系統(tǒng)的建筑是日本東京清水公司技術討論所的7層建筑。我們國家南京電視塔采納了主動質量阻尼系統(tǒng)AMD與調諧液體阻尼系統(tǒng)TLD相結合的混合掌握系統(tǒng)來掌握風振。4、智能掌握結構智能掌握包括采納智能掌握算法和智能驅動或智能阻尼裝置2類。當結構遇到劇烈的地震作用時可能進入非線性，結構構件的承載力和剛度發(fā)生退化，實際結構模型修正是結構振動掌握的一個突出問題。智能掌握算法正是為了解決這一問題而引入的。智能掌握算法可以不依靠精確的結構模型,或者具有很強的學習及調整靠近力量。目前討論的結構智能掌握算法主要有：(1)模糊掌握算法。模糊掌握主要通過狀態(tài)輸出和掌握輸入的模糊規(guī)律關系，即模糊掌握規(guī)章來實現(xiàn)系統(tǒng)的調整或掌握。(2)神經網(wǎng)絡掌握算法。人工神經網(wǎng)絡具有很強的非線性靠近、自學習和自適應、數(shù)據(jù)融合以及并行分布處理等力量，在多變量、強非線性系統(tǒng)的辨識、建模和掌握中有明顯的優(yōu)勢和應用前景。另一類結構智能掌握是指采納諸如磁(電)流變液體、壓電材料、磁(電)致伸縮材料和外形記憶合金等智能驅動器的主動掌握或智能阻尼器的半主動掌握。三、結語隨著土木工程建筑高度的不斷增加以及輕質材料的廣泛應用，建筑物的剛度大大降低，難以反抗突如其來的地震災難。隨著結構減震技術的進展，減震系統(tǒng)造價不斷減低，減震房屋的經濟效益