浅议结构振动被动控制

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浅议建筑结构振动控制

55科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008NO .27SC I ENCE &TECH NO LOG Y I NFOR M A TI O N 建筑科学1建筑结构振动控制概述自从1972年美籍华人J P T Ya o 提出了土木工程结构控制的概念以来,结构控制的研究从理论、实验到实际应用等方面得到了突飞猛进的发展。

随着现代都市建设的飞速发展,高层建筑和高耸结构不断涌现。

在地震和风荷载作用下,高层建筑的受迫振动使得结构上居住的人有严重的不舒适感,甚至造成结构损伤直至破坏,危害结构的安全性。

传统的抗震结构体系是通过增强结构本身的性能来“抗御”地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量,以满足结构的抗震设防要求。

但由于人们尚不能准确的估计结构未来可能遭遇的地震的强度和特性,而按传统方法设计的结构其抗震性能不能具备自我调节与自我控制的能力,因此在这种不确定性的地震作用下,结构很可能不满足安全性的要求,而产生严重破坏,甚至倒塌,造成重大的经济损失和人员伤亡。

结构振动控制是指利用传统的控制方法或智能控制理论,在结构特定部位设置某种控制装置、或某种机构、或某种子结构或施加处力,改变或调整结构的动力特性和动力作用,以减小结构振动反应的技术。

结构振动控制系统的基本部件为传感器、处理器和作动器。

传感器感受外部激励和结构状态的变化信息;处理器接受这些信息并依据一定的控制算法计算所需的控制信号;作动器则产生的所需的控制力并作用于结构。

2结构振动控制发展在学术研究日益深入的同时,结构振动控制的工程应用在过去的30多年的时间中也取得了较大进步,特别是在日本、美国、加拿大、新西兰等经济发达国家,其中日本处于领先地位。

目前,日本安装控制装置的建筑物已达600多栋,其中安装主动和半主动控制装置的建筑物有20多栋,安装隔震装置的有500多栋,其余的为其他被动控制装置。

与上述国家相比,我国在结构震动控制的工程应用方面的差距很大,已安装控制装置的建筑物的数量极其有限,其中又以隔震装置比较常见。

复杂结构体系的振动分析与控制

复杂结构体系的振动分析与控制随着复杂工程结构体系的不断发展，结构体系的振动问题也逐渐引起了人们的重视。

在工程实践中，振动问题对工程结构体系的安全性、可靠性和耐久性均有着不可忽视的影响。

因此，对于复杂结构体系的振动分析和控制具有重要的理论意义和实际应用价值。

一、复杂结构体系的振动分析复杂结构体系的振动问题主要包括结构固有频率、振型、振幅等多方面。

对于复杂结构体系的振动分析，通常采用有限元法、频域分析法和时域分析法等方法。

1. 有限元法有限元法是目前最为常用的一种结构振动分析方法，其基本思想是将整个结构体系离散化，通过分析每个单元的动力响应来计算整个结构体系的振动特性。

有限元法可以对结构体系的任何形状进行分析，具有较高的精度和可靠性。

但是，其计算过程比较复杂，需要大量的计算资源和时间。

2. 频域分析法频域分析法是将结构振动过程看作频率与振幅之间的关系，通过计算结构振动的频谱密度及振幅的峰值等参数来分析结构的动态响应特性。

该方法计算速度较快，可以对结构体系进行静态、动态和稳定性分析，但其结果并不精确。

3. 时域分析法时域分析法是通过计算结构振动过程中的时域变化规律来分析结构体系的动态响应特性。

该方法具有计算精度高、运算速度快等优点，但需要满足一些前提条件，如假设结构运动为线性、时间周期相等等。

二、复杂结构体系的振动控制结构振动控制是指通过采取某种措施来降低或消除结构振动的行为。

针对不同的振动问题，有着不同的控制措施。

1. 被动控制被动控制是指对结构进行一定形式结构改造，给结构增加某些被动装置来控制结构振动的方法。

常用的被动装置有质量阻尼器、支撑滞尼器、增振器和阻尼器等。

被动控制的主要优点是安装简单、使用成本低、稳定可靠，但是其控制性能差，不能有效地控制高频振动。

2. 主动控制主动控制是利用主动控制器激励一些控制原件来产生反馈力，消耗振动能量，达到控制结构振动的目的。

常用的主动控制技术有智能材料控制技术、电流传输线控制技术和阵列振荡器技术等。

航空航天结构振动控制研究及应用

航空航天结构振动控制研究及应用引言：航空航天领域的结构振动控制一直是一个重要而复杂的课题。

飞行器的振动问题不仅会影响乘客的舒适度，还会对飞行器的性能和安全性产生负面影响。

因此，研究和应用航空航天结构振动控制技术具有重要意义。

本文将介绍航空航天结构振动控制的研究现状、应用场景以及未来发展方向。

一、研究现状1.结构振动控制方法目前，航空航天领域常用的结构振动控制方法主要包括有源振动控制、被动振动控制和半主动振动控制。

有源振动控制利用传感器采集到的振动信号与控制器产生的控制信号相结合，通过外部力或扭矩的施加来减小或消除结构振动。

被动振动控制则通过使用吸振器、阻尼器等被动元件来消除振动能量。

半主动振动控制是将有源和被动振动控制结合起来，主要通过调节阻尼器、模态阻尼器等半主动元件的阻尼特性来实现振动控制。

2.结构振动控制应用场景航空航天领域的结构振动控制应用广泛。

例如，飞机机翼和机身的振动控制可使飞机获得更好的操纵性和稳定性，提高乘客的舒适度。

火箭和卫星发射过程中的振动控制可以确保发射过程的稳定性和安全性，减小结构破坏和负载损失的风险。

此外，航空器和航天器的结构振动控制还可以应用于减少结构噪音、改进系统的动力学性能等方面。

二、应用案例1.飞机结构振动控制飞机的结构振动控制是航空领域中最常见、最重要的振动控制问题之一。

为了提高飞行器的飞行性能和乘客的舒适度，航空工程师一直在研究和应用各种结构振动控制方法。

以纵向振动控制为例，传统的被动振动控制方法使用液压或磁流变技术实现减振。

而近年来，半主动振动控制在飞机结构振动控制中的应用逐渐增多。

研究表明，半主动振动控制不仅可以提供更高的阻尼能力，还可以根据实时振动情况进行频率和阻尼调节，以适应不同飞行状态和振动特征。

这种方法可以有效地减小飞机结构的振动幅度，提高飞行器的稳定性和乘客的舒适度。

2.火箭发射过程振动控制火箭的发射过程存在较大的振动问题，特别是在推力增加和减少的情况下。

结构工程振动控制

结构工程振动控制振动是结构工程中一个重要的问题，当结构受到外力或内力作用时，会产生振动。

振动不仅会影响结构的稳定性和安全性，还会给人们的生活和工作带来很多不便。

因此，进行结构工程振动控制成为了当务之急。

本文将介绍几种常见的结构工程振动控制方法。

一、主动振动控制主动振动控制是一种通过主动力来控制结构振动的方法。

其基本原理是根据结构的振动响应，通过控制力的大小和作用时间来改变结构的振动状态。

常见的主动振动控制方法包括电液伺服振动控制和电液积分振动控制等。

电液伺服振动控制是通过电液伺服阀和液压缸等装置来实现的。

通过对液压缸内压力的控制，可以改变液压缸的长度，从而实现对结构振动的控制。

而电液积分振动控制则是通过控制液压缸的进油口和出油口的流量来实现的。

这两种方法都需要通过传感器对结构的振动进行实时监测，并根据监测结果进行相应的控制。

二、被动振动控制被动振动控制是一种通过添加阻尼器、隔振器等装置来消耗结构振动能量的方法。

其基本原理是通过增加结构的阻尼，降低结构的振动幅值和频率。

常见的被动振动控制方法包括阻尼器振动控制和隔振器振动控制等。

阻尼器振动控制是通过在结构中添加阻尼器来实现的。

阻尼器可以分为粘滞阻尼器、摩擦阻尼器和液体阻尼器等。

当结构发生振动时，阻尼器会吸收振动能量，并将其转化为热能，从而使结构振动幅值减小。

而隔振器振动控制则是通过在结构与地基之间添加隔振器，将结构的振动能量转移到隔振器上，从而减小对地基的振动传递。

三、半主动振动控制半主动振动控制是一种综合了主动振动控制和被动振动控制的方法。

其基本原理是通过结合主动力和阻尼装置来控制结构的振动。

常见的半主动振动控制方法包括液流能控制和磁流变控制等。

液流能控制是通过调节液压缸内的液体流量来实现的。

当结构发生振动时，液流能控制系统会根据传感器监测到的振动信号，调节液压缸内的液体流量，从而改变结构的振动状态。

磁流变控制则是利用磁流变材料的特性。

当结构发生振动时，磁流变材料会产生相应的阻尼力，从而降低结构的振动幅值。

结构振动控制技术的原理和应用

结构振动控制技术的原理和应用摘要：结构的振动控制是一个应用领域相当广泛的问题，不仅产生振动的根源的种类繁多，而且消除和降低振动的方法也很多，所谓的结构振动控制是指通过某种方法使结构的动力响应控制在工程所容许的范围内，不至对结构和设备造成损害，对人造成不适。

关键词：结构振动；控制技术；原理；应用1被动控制所谓的被动控制，它是指的一种无需借助任何外来能源，只要在结构的某部位添加一个子系统，或者是通过对于结构之中的某些构件的结构体系进行适当的处理，从而使得整个结构体系的动力特性发生改变。

如果采用被动控制的方式，其主要的优势就在于构造较为简单，而且其造价也相对低廉，在使用的过程中，保养和维护都十分的容易，应用该方式不需要其它的能源支持，所以在实际的建筑工程中这种方式已经开始得到运用。

被动控制又可以分成隔震、吸振和耗能三种控制形式。

1.1基础隔震所谓的基础隔震，就是指的通在上部结构和基础之间设置专门的隔震消能装置，使得地震能量在向上传输的过程中能够被吸收，有效地减轻上部结构的振动。

基础隔震能够降低结构的振动频率，但只能对高频地震波产生效果，因此不适用于高层建筑，主要被应用在短周期的中低层建筑与刚性结构上。

1.2吸振隔震而吸收隔震则是指的在主体结构之上附加一个吸振器子系统，通过这个子系统来对于振动的能量进行吸收，从而有效地减少主结构的振动。

就吸振器而言，它自身也是一个小型的振动系统，其主要是由质量系和弹簧系所构成的，其质量系能够产生惯性力，而这一惯性力可以作为控制力，然后再利用弹簧系使得这一个控制力作用到主结构之上。

一般情况下，吸振器都是配合粘滞阻尼器共同进行使用的。

其中，被动协调质量阻尼器（TMD）、摆式质量阻尼器等是质量系为固体的阻尼器，其中的TMD已经被广泛应用在高层建筑和桥梁上。

而摆式质量阻尼器则主要是用来对于高层建筑的振动加以控制，一般摆式质量阻尼器可以分为摆锤式、环状式以及倒置式集中类型。

当然，除了固体质量系的阻尼器之外，液体质量系的阻尼器也非常常见，比如说调谐液体阻尼器（TLD）、液压阻尼系统（HDS）、油阻尼器、质量泵等。

结构动力学的振动控制与减震

结构动力学的振动控制与减震结构动力学是研究结构在外力作用下的振动响应和动力性能的学科。

在实际工程中，结构的振动问题对于结构的稳定性和耐久性具有重要的影响。

因此，结构振动的控制与减震成为了结构工程领域中的一个热门课题。

一、结构振动控制的意义结构振动控制的主要目的是降低结构振动对结构自身和周围环境的不良影响。

对于高层建筑、大型桥梁等大型结构来说，振动对结构的疲劳损伤和人员的舒适性都是非常重要的考虑因素。

因此，采取有效的振动控制手段可以提高结构的安全性和使用寿命。

二、常用的结构振动控制方法1. 被动控制方法被动控制是指通过吸能器、摇摆桥等被动装置来吸收结构振动的能量，从而减小结构的振幅和振动反应。

被动控制方法适用于不同类型的结构，但是其控制效果依赖于外界激励的频率和振幅。

2. 主动控制方法主动控制是指通过传感器感知结构振动信号，并通过控制器产生控制信号，进而通过执行机构减小结构的振幅。

主动控制方法可以根据振动信号的特点进行实时的振动控制，对于地震、风载等具有随机激励的情况效果较好。

3. 半主动控制方法半主动控制是在主动控制和被动控制之间的一种折中方案。

它通过调节控制器中的参数，根据结构的振动状态，实现减震和振动控制。

与被动控制相比，半主动控制方法具有更好的适应性和响应速度。

三、结构减震技术的应用结构减震技术是减少结构振动反应的一种有效手段。

常见的结构减震技术包括基础隔震、降低结构刚度和增加结构阻尼等方法。

1. 基础隔震基础隔震是指在结构与地基之间设置隔震装置，减小地震波对结构的冲击和损害。

常见的隔震装置包括橡胶隔震器、液体阻尼器等，通过隔震装置改变结构的振动特性，降低结构的振动反应。

2. 降低结构刚度降低结构刚度是指通过改变结构的刚度分布，使其自振频率相较于激励频率偏离较远。

常见的方法有在结构中增加柔性节点、改变结构截面形状等。

3. 增加结构阻尼增加结构阻尼是通过在结构中引入阻尼装置，消耗振动能量，减小结构的振幅。

高层建筑结构的振动控制

高层建筑结构的振动控制随着城市化进程的加速，高层建筑的建设成为了一个普遍的趋势。

然而，高层建筑所面临的振动问题对其安全性和舒适性提出了严峻挑战。

因此，高层建筑结构的振动控制成为了一项重要的研究课题。

本文将从被动控制和主动控制两个方面探讨高层建筑结构的振动控制方法及其应用。

一、被动控制方法被动控制是指通过材料的力学性质变化来减小结构振动。

最常见的被动控制方法是添加阻尼器和减振器。

阻尼器是一种通过消耗振动能量来减小结构振动的装置。

常见的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘弹性阻尼器。

减振器是一种通过改变结构的刚度和质量分布来减小结构振动的装置。

常见的减振器包括质量阻尼器、液体填充质量阻尼器和钢筋混凝土阻尼器。

被动控制方法简单易行，但其控制效果受到环境影响较大，不能自适应地调整控制参数。

二、主动控制方法主动控制是指通过使用传感器和执行器实时监测和调整结构振动。

主动控制方法可以实时地感知并响应结构的振动状态，可以根据结构的实际情况动态调整控制参数以达到最佳控制效果。

主动控制方法常用的技术包括阻尼控制、阻尼比控制和频率控制。

阻尼控制是通过调整阻尼器的力学参数来改变结构的耗能能力，从而减小结构的振动。

阻尼比控制是通过调整被动阻尼器和主动阻尼器的阻尼比例，以实现结构振动的有效控制。

频率控制是通过改变结构的固有频率和阻尼比来主动调整结构的振动特性。

高层建筑结构的振动控制方法有许多应用场景。

例如，在地震区域，主动控制方法可以及时应对地震振动，保护结构的完整性和人员的安全。

另外，在风区，结构的风振问题也是一个重要的挑战。

通过主动控制方法可以减小高层建筑的风振响应，提升结构的稳定性和舒适性。

还有，在交通枢纽，如桥梁和高速公路上，主动控制方法也可以应用于减小结构的振动，提升结构的使用寿命和设施的安全性。

总结起来，高层建筑结构的振动控制是一个复杂而关键的问题。

被动控制方法和主动控制方法都有各自的优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的方法。

浅析结构振动控制技术的原理和应用

技术改造浅析结构振动控制技术的原理和应用李维赞谢永（隔而固（青岛）振动控制有限公司，山东青岛 266108）摘要：当前建筑行业在振动控制技术方面还有很多问题有待进一步研究。

过去的抗振结构体系只通过提高结构本身的抗振性能来抵抗。

此方法影响有限，安全性较差。

因此，目前只有地震调整技术才能满足当前建设项目的需要，其发展前景和强大的经济效益日益突出。

关键词：结构振动；控制技术；原理；应用引言：近年来结构振动控制技术的应用日益广泛，结构振动控制技术的应用对象日益增多。

针对这一趋势，本研究介绍了常用的结构振动控制技术的原理，并对其优缺点进行了全面的说明；并简要介绍了相关应用。

1振动控制技术的必要性在中国，随着城市化进程的逐步加快，振动控制技术在建筑业中发挥着越来越大的作用。

第一，在建筑中应用防振技术，不仅可以有效地减少地震、水灾等自然灾害的破坏，还可以大大提高建筑的抗外部冲击能力。

第二，在建筑中应用防振控制技术可以有效地分配地震产生的能量。

近年来，国际建筑专家对这类结构监管的研究备受关注。

借助于结构本身和控制系统来承受荷载，结构处于不良状态，并能在发生大地震时保持球形的霍尔灵，有效地分配了地震带来的能量。

此外，该技术的工作原理和概念非常明确，适用于不同的建筑结构和不同程度的地震强度。

2被动控制2.1隔振技术所谓的减振，是指放置在建筑结构中有效地消耗地震能量的柔性连接，并通过设置这些柔性连接来降低地震能量。

此原则可控制建筑的变形，由于柔性连接可以起到"隔震"、"吸震"的作用，能够最大限度地减少地震产生的能量，保护建筑结构，并确保建筑结构的安全和稳定。

减轻地震对上部结构造成损坏的目的，而且建筑装修及室内设备也得到有效保护。

结构最常用的隔振技术是使用隔振支座来延长结构的自然振动周期，并避免土体的运动高峰时间，从而降低结构的地面运动能量。

此隔振方法减小了结构在地震荷载作用下的响应也存在一定的不足，仅适用于4层中低的剪力墙结构。

土木工程结构振动被动控制方法综述

土木工程结构振动被动控制方法综述摘要：土木工程结构振动控制技术自美国华裔学者姚志平教授于1972年首次提出来之后，结构振动控制技术在世界范围内引起了广泛关注。

结构振动控制技术不同于传统的结构抗震设计，它是通过给被控结构附加控制系统来控制结构的振动现象。

由于被动控制系统构造简单，方便修建与维护，而且不需要外部能源的输入等特点，被广泛应用于工程实践之中。

本文介绍了被动控制的几种主要方法，即耗能减振、隔振和吸能减振，以及各自控制装置的工作原理，最后关于被动控制技术在土木工程中的发展方向做了展望。

关键词：被动控制；耗能减振；隔振；吸能减振1.引言随着城市建设的快速发展，高层建筑、大跨结构等高大结构越来越多，地震和强风会引起高大结构振动变形，这不仅会影响结构的使用寿命，同时也会使人们感到不舒适，变形严重时会导致结构局部破坏，甚至是整体破坏，发生严重的灾难，给社会造成巨大经济损失和严重的人员伤亡现象。

大量的试验研究和工程实践表明，采用结构振动控制技术可以有效的减少高层建筑和大跨度结构由于地震和强风等因素带来的振动现象，不仅可以防止或减轻结构的破坏，保证人们的生命财产安全，还可以延长结构寿命，降低结构的维护成本，极大限度的满足人们对结构在极端条件下的舒适度要求。

2.被动控制被动控制技术是通过给被控对象附加某种装置或某种子结构来改变结构的位移、速度和加速度等动力响应，到达隔离、调谐、吸能或耗能减振的目的。

它不需要外部能量的输入，经济合理，性能可靠，施工方便、易于修复和更换[3]。

土木工程的被动控制主要分为耗能减振、隔振和吸能减振。

2.1耗能减振技术在结构的基础或者层间某些特定部位设置一些耗能的装置。

当结构受到风荷载等较小的外部能量输入时，这些耗能装置处于弹性状态，耗能装置将建筑结构的能量慢慢消耗，使结构保持较好的侧向刚度，保证其正常工作。

当结构受到地震时，结构变形较大，结构中的耗能装置迅速变形，进入非弹性状态，产生较大的阻尼力。

建筑结构减震被动控制理论

的技术。实际应用时，一般在结构的某部位 ( 常在顶部) 悬挂摆锤。结构震动时，摆锤撞击结构使结构震动衰减。另外，摆锤还兼有吸振器的功能。 2． 2． 3 吸震减震。吸震减震是通过附加子结构，使结构的震动发生即使结构的震动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到位移，减小结构震动的目的。目前，工程结构应用的吸震减震装置主要有: 调谐质量阻尼器 ( 简称 TMD) ，调液( 柱) 阻尼器( 简称 TLD 或 TLCD) 悬吊质量摆阻尼器 ( 简称 SMPD) 和质量放大器。 2． 3 消能减震装置。常用的耗能部件分为三类: 一类位移相关型耗能部件，如金属耗能部件和摩擦耗能部件等，其耗能特性主要同耗能部件两端的相对位移有关，二是速度相关型耗能部件，如粘弹性耗能部件和粘滞耗能部件，其耗能特性主要同耗能部件两端的相对速度有关，三是多种耗能机制的复合型耗能部件。 2． 4 需要解决的问题。虽然消能减震技术的研究和应用已取得了但仍处于研究和试点阶段，在成为常规应用技术之前，尚须很大进展，解决以下问题: 2． 4． 1 综合考虑各种因素的影响 ( 温度、湿度、开裂等) ，对已有耗能减震装置的可靠性、耐久性进行深入研究; 2． 4． 2 开发高效而又简便的新型耗能减震装置，为大范围推广该项技术奠定基础; 2． 4． 3 进行各种耗能装置的比较、优化分析，给出具体的计算模型，尽快使其标准化、系列化，便于设计中推广使用; 2． 4． 3 加快耗能减震装置的生产基地和试点工程的建设，完善消能减震体系的设计、施工方法与标准，编制相应的计算分析软件; 2． 4． 5 加强对消能减震技术在建筑物加固及已有建筑物改造的研究和应用。

工程力学中的振动控制方法有哪些？

工程力学中的振动控制方法有哪些？在工程领域中，振动现象是一个常见且重要的问题。

过度的振动可能会导致结构的疲劳破坏、降低设备的精度和可靠性、产生噪音等不良影响。

因此，研究和应用有效的振动控制方法对于保障工程结构和设备的安全稳定运行具有至关重要的意义。

一、被动振动控制被动振动控制是指不需要外部能源输入，依靠自身的结构特性来减少振动的方法。

常见的被动振动控制技术包括以下几种：1、阻尼减振阻尼是指系统在振动过程中能量耗散的能力。

通过在结构中增加阻尼材料，如粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器等，可以将振动能量转化为热能等其他形式的能量而耗散掉，从而有效地降低振动幅度。

2、质量调谐减振质量调谐减振器是一种利用质量和弹簧组成的振动系统，通过调整其固有频率与主结构的振动频率接近，从而实现对主结构振动的抑制。

常见的有调谐质量阻尼器（TMD）和调谐液体阻尼器（TLD）。

3、隔振隔振是通过在振源和被保护对象之间插入弹性元件或阻尼元件，来减少振动的传递。

例如，在机械设备的底座安装隔振垫，可以有效地隔离设备产生的振动向基础的传递。

二、主动振动控制主动振动控制则需要外部能源输入，并通过传感器监测振动状态，控制器计算控制策略，执行器施加控制作用来实现振动的抑制。

1、主动质量阻尼（AMD）AMD 系统由传感器、控制器、作动器和质量块组成。

传感器检测结构的振动响应，控制器根据检测到的信号计算出所需的控制力，作动器将控制力施加到质量块上，从而产生与结构振动相反的力，达到减振的目的。

2、主动杆主动杆是一种可以主动施加轴向力的元件。

通过实时调整杆的长度或内部的压力，来改变结构的刚度和阻尼特性，实现振动控制。

3、压电陶瓷作动器压电陶瓷具有在电场作用下产生变形的特性。

利用这一特性，将压电陶瓷片粘贴在结构表面，通过施加电压来改变结构的振动特性。

三、半主动振动控制半主动振动控制介于被动控制和主动控制之间，它不需要持续的外部能源输入，但可以根据结构的振动状态实时调整自身的参数，以达到较好的振动控制效果。

结构设计知识：结构设计中的振动控制

结构设计知识：结构设计中的振动控制随着科学技术的发展，结构设计中的振动控制已经成为结构设计中一个不可忽视的重要问题。

振动是导致结构损坏和倒塌的主要原因之一，因此合理的振动控制技术不仅可以保证结构的安全性，同时也可以提高结构的工作效率和使用寿命。

结构振动会对结构的性能和稳定性产生影响，如振动会导致结构的自然频率发生变化，甚至会导致结构的疲劳损伤。

振动还会对人体健康产生影响，如酒店、医院、办公室等公共场所中的噪声和震动会对人的身心健康产生不良影响。

因此，控制结构振动，降低结构的振动噪声和震动是非常必要的。

振动控制技术包括有源振动控制和被动振动控制，其中有源振动控制是一种高效的结构振动控制方法。

有源振动控制技术利用电子（或机械）设备和反馈控制系统，通过在结构上加上合适的控制力来降低结构的振动。

主要包括光纤陀螺仪、加速度传感器和控制器等装置。

被动振动控制技术与有源振动控制技术不同，被动振动控制的控制机理是建立在特定材料性能基础和结构刚度控制中。

材料振动是通过改变材料的物理、化学或表面性质来实现的，其目的是消耗振动能量和减小结构振动幅度，可以采用惯性质量阻尼器、减振钢绳等附加装置来实现。

在实际振动控制中，需要根据结构的实际情况，选择合适的振动控制方法。

为了减少结构的振动响应，可以通过影响结构的基础、选择合适的结构材料和结构形式、改变结构的阻尼能力等方法来降低结构振动响应。

例如，在大地震频繁发生的地区，可以采用抗震支撑和防震层来提高结构的承载能力和防震能力；采用钢材结构和预制混凝土结构等优良材料，可以有效降低结构的振动响应；另外，在剧烈振动的结构中，还可以采用能量吸收器等装置来控制结构振动，从而达到减少结构振动的目的。

综上所述，结构振动控制技术能够有效地降低结构振动噪声和震动，其对于构筑安全、耐用、舒适和高效的建筑体系具有重要的意义。

随着科技的不断进步和振动控制技术的不断发展，相信有朝一日，我们将能够实现建筑结构的极致稳定。

建筑结构的振动与减振控制

建筑结构的振动与减振控制建筑结构振动是指建筑物在受到外界力或者自身激振源作用下发生的周期性振动现象。

振动不仅会影响建筑物的舒适性和使用寿命，还可能对结构的安全性产生潜在影响。

因此，控制建筑结构的振动成为了一个重要的课题。

本文将讨论建筑结构的振动特性以及减振控制的方法和技术。

一、建筑结构的振动特性建筑结构的振动特性涉及到结构的固有振动频率、振型、振动模态和动力响应等方面。

1.固有振动频率固有振动频率是指结构在没有外界激励的情况下，自身固有属性所产生的振动频率。

它与结构的自然振动周期相关，可以通过理论计算或者实验测试获得。

2.振型和振动模态振型是指结构在某一特定振动频率下的形变模式，即结构的某种特征变化规律。

振动模态是指结构在不同振动频率下的不同振型。

3.动力响应当建筑结构受到外界激励时，会产生动力响应。

动力响应包括位移响应、速度响应和加速度响应，它们与激励力的性质、频率和振动特性有关。

二、建筑结构振动的影响因素建筑结构的振动受到多种因素的影响，主要包括结构自身的参数以及外界的激励。

1.结构自身参数结构的自身参数如刚度、质量、阻尼等，会直接影响结构的振动特性。

2.外界激励外界激励是指建筑结构受到的风荷载、地震力、人体活动等外部因素的作用。

这些激励可以产生共振现象，引起结构振动的增强。

三、建筑结构的减振控制方法和技术为了减小建筑结构振动对人体的不适和延长结构的使用寿命，可以采取一系列的振动控制方法和技术。

1.被动控制被动控制是指利用减振装置来消耗结构能量的一种方法。

常见的被动控制技术包括阻尼器、振动吸振器和摆锤等。

2.主动控制主动控制是指利用控制系统对结构进行振动控制的方法。

通过传感器感知结构的振动，再由控制器发出相应指令，通过执行器施加力或产生阻尼，以实现振动控制。

3.半主动控制半主动控制是被动控制和主动控制的结合，既能够消耗结构振动能量，又能够通过能量输入实现振动控制。

4.结构优化设计结构优化设计是通过改变结构的几何形态、材料特性和参数配置等来减小结构振动的方法。

结构振动控制技术的研究与应用

结构振动控制技术的研究与应用随着科技的不断发展，人们对于建筑物结构的安全性和稳定性的要求也越来越高。

结构振动控制技术的研究与应用，旨在减小或消除建筑物在自然地震、风、交通和人群活动等动力激励下可能发生的结构振动，从而提高建筑物的安全性和稳定性。

本文将从结构振动控制技术的定义、类型、研究进展和应用实例等方面进行探讨。

第一部分：结构振动控制技术的定义和类型结构振动控制技术，顾名思义，即是通过各种手段对建筑物结构产生的振动进行控制，使其在承受外力时不会产生过大的振动，并且能够保证建筑物的结构不会受到过大的影响和损伤。

根据控制手段的不同，结构振动控制技术主要可以分为被动控制、主动控制和半主动控制三种类型。

被动控制类似于阻尼器，是一种通过单向连接的装置抵抗结构的振动的技术。

它利用钢材、橡胶，或者其他质材，制成阻尼器，将其装置在结构上，达到减少结构振动的目的。

主动控制技术则是通过控制激励（如电机、液压缸等）对建筑物进行反向振动，从而达到消弱结构振动的效果。

主动控制技术可以根据控制策略的不同分为负反馈控制和POSITIVE項正香控制等。

半主动控制是介于被动控制和主动控制之间的一种技术，它兼具了先进性和效果的实用性。

半主动控制技术是通过将物理原理、控制逻辑和复杂算法相结合，再利用可变阻尼、可变刚度、可调质量等元件和各种传感器、执行器、控制器等设备进行控制，以摄动结构或控制系统的状态来减振对结构的影响。

第二部分：结构振动控制技术的研究进展目前，国内外学者对于结构振动控制技术的研究比较深入。

在被动控制方面，许多学者都从材料的角度进行研究，提出了阻尼器、减震装置等控制装置。

在主动控制方面，学者们主要关注控制策略和控制器的设计。

负反馈控制力和置正香醛香控制器受到了广泛的研究，同时也有广泛的应用。

研究人员还探究了拓扑优化、自适应、模糊逻辑、神经网络等方面的发展，以实现更高效、更可靠的控制效果。

半主动控制技术相对较新，近年来，相关研究也得到了广泛重视。

航天器结构振动控制与优化设计

航天器结构振动控制与优化设计航天器结构振动控制与优化设计是现代航天领域中的重要课题，它对于保障航天器的安全性、可靠性和性能具有重要意义。

本文将探讨航天器结构振动控制的原理与方法，并介绍优化设计在航天器结构振动控制中的应用。

一、航天器结构振动控制原理航天器在发射、飞行和着陆过程中都会面临各种振动问题。

这些振动问题既会影响航天器的正常工作，又会对载人航天员的生命安全造成潜在威胁。

因此，航天器结构振动控制就显得尤为重要。

航天器结构振动控制的原理主要包括两个方面：被动控制和主动控制。

被动控制是通过改变结构材料和形状等因素来改善结构的振动性能，例如使用减振材料、减振器等。

主动控制则是利用控制装置主动调节结构的振动状态，包括振动传感器、执行器和控制算法等。

二、航天器结构振动控制方法1.模态分析航天器结构的振动分析是了解结构动力学特性的重要手段，其中模态分析是一种常用的方法。

模态分析通过求解结构的固有振动模态和频率，可以确定结构存在的固有振动模式和相应的频率。

这为航天器的振动控制提供了依据。

2.振动控制策略振动控制策略主要包括主动振动控制和被动振动控制。

主动振动控制是基于主动控制技术，通过控制装置实时感知航天器的振动状态，并采取相应的控制措施来减小振动。

被动振动控制是通过设计合理的结构形状和材料来减小结构的振动响应。

3.优化设计优化设计在航天器结构振动控制中起着重要的作用。

通过优化设计可以改善结构的振动特性，减小结构的振动响应。

优化设计可以基于模态分析和振动控制策略进行，通过改变结构参数和材料等因素，使得结构在满足特定约束条件下达到最佳的振动控制效果。

三、航天器结构优化设计案例研究以某型号航天器为例进行航天器结构振动控制的优化设计。

首先，进行模态分析，确定航天器的固有振动频率和模态；然后，采用主动振动控制策略，设计并安装振动传感器和执行器；最后，利用优化算法对航天器结构参数进行调整，以达到最佳的振动控制效果。

建筑工程结构振动控制技术探讨

建筑工程结构振动控制技术探讨建筑工程结构振动控制技术探讨随着城市化进程的加速，城市中高层建筑、大型桥梁等工程结构的建设越来越普遍。

然而，由于各种因素的影响，这些工程结构在使用时会出现振动，给使用者带来噪音、震感等不良体验，还有可能造成结构的损坏和安全问题。

因此，对建筑工程结构振动控制技术进行探讨和应用显得尤为重要。

一、振动控制技术的基本概念结构振动控制的目的是减少或者消除结构的振动，使其达到满意的稳定状况。

振动控制技术主要可分为主动控制、被动控制和半主动控制三类。

主动控制：主动控制需要对结构施加外部能量，通常采用电动力学、液压机械等方式，实现控制效果。

这种方法要求系统精确监测结构的振动状态，针对性强，效果稳定。

被动控制：被动控制技术的特点是不需要外部能量的输入，多采用阻尼器、减振器、隔震器和缓冲器等被动控制器件，对结构进行控制。

由于整个系统没有主动能源的输入，被动控制系统对振动的控制效果受到各种外部因素的影响性较大，控制效率相对较低。

半主动控制：半主动控制较为实用的控制技术。

在半主动控制技术中，能够通过控制器改变材料特定的物理特性，例如杆件长度或刚度，以达到减振目的。

这种控制方式具有较好的适应性，能够很好的应对各种结构振动控制情况。

二、振动控制技术的应用随着科学技术的进步，越来越多的振动控制被应用于建筑工程结构中。

其中，半主动控制技术较为常用，能够使结构达到要求的稳定状态。

目前半主动控制主要应用于大型桥梁、闸门、电力塔等工程结构中。

例如，世界上最长的海底隧道——秦山海底隧道采用的是半主动控制技术。

施工中隧道主南行隧道一侧采用被动控制技术，另一侧采用半主动控制技术进行振动控制，结构振动效果比被动控制技术更佳。

三、结论综上所述，建筑工程结构振动控制技术尤其是半主动控制技术具有广泛的适用性，并已成功地应用到大型桥梁、海底隧道、轨道。

随着科学技术的发展，更多的控制技术将不断被开发出来，在实践应用中，我们要根据实际情况合理选用，及时进行维护和更新，确保工程结构的稳定性和安全性。

结构振动控制技术的研究进展

结构振动控制技术的研究进展在现代工程领域，结构振动控制技术的发展具有至关重要的意义。

无论是高层建筑在风荷载作用下的晃动，还是桥梁在车辆通行时的振动，又或是机械设备运行时产生的振动影响，都对结构的安全性、稳定性和舒适性提出了挑战。

因此，结构振动控制技术应运而生，并在不断的研究和实践中取得了显著的进展。

结构振动控制技术的分类可以大致分为被动控制、主动控制和半主动控制三类。

被动控制技术是结构振动控制中应用较早且较为成熟的一类方法。

常见的被动控制装置包括调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）和基础隔震装置等。

调谐质量阻尼器通过调整其质量和频率，使其与结构的振动频率相匹配，从而吸收振动能量，减小结构的振动响应。

调谐液体阻尼器则是利用液体的晃动来消耗能量。

基础隔震装置则是通过在基础和上部结构之间设置柔性隔震层，如橡胶支座等，来隔离地震能量的传递。

被动控制技术的优点是构造简单、成本低、可靠性高，但其控制效果相对有限，且对频率的适应性较窄。

主动控制技术则是一种更为先进和高效的控制方法。

它通过传感器实时监测结构的振动状态，然后由控制器计算出所需的控制力，并通过作动器施加到结构上，以达到减小振动的目的。

主动控制技术的控制效果显著，但由于需要外部能源供应和复杂的控制系统，其成本较高，且可靠性相对较低。

常见的主动控制作动器有液压作动器和电动作动器等。

主动控制技术在一些对振动控制要求极高的场合，如航空航天领域和高精度仪器设备中，得到了广泛的应用。

半主动控制技术结合了被动控制和主动控制的优点。

它通过改变控制装置的参数，来实现对结构振动的控制。

与主动控制相比，半主动控制所需的外部能源较少，系统的复杂性和成本也相对较低，同时又能取得较好的控制效果。

例如，磁流变阻尼器和电流变阻尼器就是常见的半主动控制装置，它们的阻尼特性可以通过外部电场或磁场的变化来实时调整。

近年来，随着科技的不断进步，结构振动控制技术在以下几个方面取得了新的突破。

混凝土结构震动控制原理

混凝土结构震动控制原理混凝土结构震动控制是指在地震等自然灾害发生时，通过采用一定的控制手段，将建筑物的震动减小到可以承受的范围内，以保障人身安全和建筑物的完整性。

混凝土结构震动控制技术目前已经成为建筑结构设计领域的重要研究方向之一，其应用范围涉及到各种类型的建筑物，包括高层建筑、桥梁、水电站等。

混凝土结构震动控制的原理主要包括被动控制和主动控制两种方式。

被动控制是指在建筑结构中设置一些被动控制装置，通过吸收或消耗震动能量，来减小震动的幅度和频率。

主动控制则是通过在建筑结构中安装传感器和执行器等设备，实时监测建筑物的震动情况，并根据震动的特点和要求，通过控制执行器的运动来实现震动的控制。

被动控制的原理主要包括减振器、防震支撑和摆锤等装置。

其中，减振器是一种可以吸收或消耗震动能量的装置，它的原理类似于汽车避震器，通过压缩弹簧或阻尼材料等方式来减小震动的幅度和频率。

防震支撑则是一种可以在地震发生时保持建筑物的相对稳定的装置，它的原理主要是通过在建筑结构中设置一些弹性支撑装置，来减小震动对建筑物的影响。

摆锤则是一种可以利用离心力和重力的作用来减小建筑物震动的装置，它的原理是通过在建筑物顶部设置一根钢管，然后在钢管上挂一个重锤，当建筑物发生震动时，重锤会因为惯性作用而产生反向运动，从而减小建筑物的震动幅度和频率。

主动控制的原理主要包括反馈控制和前馈控制两种方式。

其中，反馈控制是一种基于建筑物震动状态的实时控制方法，它的原理是通过在建筑物中安装传感器，实时监测建筑物的震动状态，并将监测数据反馈给控制系统，控制系统根据监测数据来实现对执行器的控制。

前馈控制则是一种基于震动预测的控制方法，它的原理是通过对地震发生前的数据进行分析和处理，来预测地震的强度和频率，然后将预测结果输入到控制系统中，控制系统根据预测结果来实现对执行器的控制。

总的来说，混凝土结构震动控制技术的应用可以有效地保障建筑物的安全性和完整性，减小地震等自然灾害对人类生命和财产的危害。

结构振动控制技术的应用与发展

结构振动控制技术的应用与发展在现代工程领域中，结构振动是一个常见且重要的问题。

无论是高层建筑在风荷载作用下的晃动，还是桥梁在车辆通行时的振动，都可能对结构的安全性、稳定性和使用性能产生不利影响。

为了有效应对这些问题，结构振动控制技术应运而生，并在近年来取得了显著的发展和广泛的应用。

结构振动控制技术的基本原理是通过施加外部控制力或调整结构的自身特性，来减小结构在动态荷载作用下的振动响应。

根据控制方式的不同，可分为被动控制、主动控制和半主动控制三种主要类型。

被动控制技术是最早发展起来的结构振动控制方法之一。

它主要通过利用结构自身的特性或附加的被动元件来消耗振动能量，从而达到减振的目的。

常见的被动控制装置包括阻尼器、隔振器和耗能支撑等。

例如，在建筑结构中广泛使用的粘滞阻尼器，能够在结构振动时产生阻尼力，有效地消耗能量，减小结构的振动幅度。

被动控制技术具有构造简单、成本低、可靠性高的优点，但由于其控制效果相对有限，通常适用于对振动控制要求不太高的场合。

主动控制技术则是通过传感器实时监测结构的振动状态，然后由控制器根据预设的算法计算出所需的控制力，并通过作动器施加到结构上，以实现对结构振动的主动抑制。

主动控制技术具有控制效果好、适应性强的优点，但由于需要外部能源供应和复杂的控制系统，其成本较高，且可靠性相对较低。

目前，主动控制技术在一些对振动控制要求极高的重要工程结构中得到了应用，如大型桥梁和高层建筑。

半主动控制技术结合了被动控制和主动控制的优点，通过调整控制装置的参数来实现对结构振动的控制。

半主动控制装置通常只需要少量的外部能源输入，就能实现较好的控制效果，同时具有较高的可靠性和较低的成本。

例如，磁流变阻尼器和电流变阻尼器就是常见的半主动控制装置，它们可以根据外部控制信号改变阻尼特性，从而有效地控制结构振动。

结构振动控制技术在众多领域都有着广泛的应用。

在土木工程领域，高层建筑、大跨度桥梁和体育场馆等大型结构是其主要应用对象。

浅谈建筑结构振动控制技术

浅谈建筑结构振动控制技术【摘要】建筑结构的振动控制技术在高层建筑中应用越来越广泛，本文对现有的建筑结构振动控制方法进行简单的介绍和分类，并简单比较下各类控制方法的优劣点。

【关键词】振动控制；主动控制；被动控制；混合控制；半主动控制0.引言在结构控制概念提出后，许多学者对结构控制的方式和结构控制的设计计算方法进行了相关的研究，对建筑结构的振动反应进行了控制分析，并进行了可行性和可用性的广泛研究，发表了一系列关于现代控制理论的文章。

并在工程实际中得到了应用，本文主要介绍下建筑结构的各类振动控制方法。

1.主动控制技术主动控制装置通常由传感器、计算机、驱动设备三部分组成，传感器用来监测外部激励或结构响应，计算机根据选择的控制算法处理监测的信息及计算所需的控制力，驱动设备根据计算机的指令产生需要的控制力。

对于控制方式尤其是控制装置而言，现应用于土木工程结构中的主动控制系统有：（1）主动调谐质量阻尼器（Active Tuned Mass Damper，简称AMD），它是将调谐质量阻尼器与电液伺服助动器连接，构成一个有源质量阻尼器，因质量运动所产生的主动控制力和惯性力都能有效地减小结构的振动反应。

（2）主动拉索（Active Tendon）控制装置，它是利用拉索分别连接着伺服机构和结构的适当位置，伺服机构产生的控制力由拉索实施于结构上以减小结构的振动反应。

（3）挡风板（Aerodynamic Appendage）控制装置，它是通过在建筑物顶部设置可以闭合和张开的挡风板，根据结构反应的变化情况，合理地调节挡风板的受风面积，利用风力本身来控制结构的反应。

对于土木工程结构来说，主动控制还处于理论阶段，特别是其经济因素和可靠性有待于接受更多的实践检验，但随着科技的进步、试验手段的更新，尤其是研究人员的广泛增加，相信会不断挖掘其优势，克服其不足使主动控制在结构工程中的应用得到进一步发展。

2.被动控制技术被动控制中具有代表性的装置有：耗能器（Dissipaters）、被动拉索（Passive Tendon）.被动调频质量阻尼器（Passive Tuned Mass Damper，简称，PTMD或TMD）、调频液体阻尼器（Tuned Liquid Damper，简称，TLD）等。