浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是指利用减震控制技术将地震力转化为惯性力和摩擦力的一种工程技术。
此技术的作用是减少地震对建筑物的破坏,保护人的生命财产安全。
减震控制技术已被广泛应用于高层建筑、大型桥梁、水利工程等建筑结构领域。
本文将从减震控制技术的基本原理、减震控制技术在土木工程中的应用以及减震控制技术发展趋势等方面进行探讨。
一、减震控制技术的基本原理地震是一种能够在瞬间释放巨大能量的自然灾害,它对建筑物的破坏是非常严重的。
减震控制技术是通过采用隔震和减震技术,使建筑物对地震产生反应的能量减少,从而达到减轻地震破坏的目的。
减震控制技术的基本原理是将建筑物与地面之间的连接断开,通过将建筑物分散到不同的独立单元中,使地震力能够被吸收或者慢慢释放。
1. 隔震技术建筑物与地面之间采用特殊的隔震垫隔离开来,从而隔绝地震力的传递使其不能对建筑物结构产生危害。
隔震技术是将建筑物与地面隔开,采用特殊的隔震垫隔离,从而隔绝地震力的传递使其不能对建筑物结构产生危害。
减震技术是在建筑结构下设置一定数量的减震器或阻尼器,将地震造成的惯性力或弹性力转化为耗散力或摩擦力,从而减少其对建筑物的作用,保护建筑物的结构安全。
减震控制技术已经得到广泛的应用,也是现代土木工程领域的一个重要发展方向。
在高层建筑方面,以特高层建筑为例,采用减震技术可以有效降低地震对建筑物的破坏,从而增强建筑物的抗震能力,提高建筑物的使用安全性。
在大型桥梁工程方面,采用减震技术可以大大降低桥梁对地震作用的响应,保障桥梁的结构安全,同时提高道路的通行能力和运输效率。
此外,减震控制技术还被应用于海洋工程、水利工程等领域。
减震控制技术是土木工程中的一个重要技术领域,其未来的发展趋势是将其应用范围进一步扩大,发展出更为先进的减震材料和技术手段。
当前,一些新型的减震控制技术正在快速发展,如液压减震、半主动控制等技术,这些技术具有响应速度快、控制灵活、抗风性好等优点,将进一步提高土木工程的抗震能力。
土木工程振动控制
土木工程振动控制振动是土木工程中一个重要的问题,它可能对建筑结构、设备设施和周围环境造成损坏和影响。
因此,土木工程师采取各种措施来控制振动,以确保工程的安全稳定。
本文将探讨土木工程中振动控制的方法和技术。
1. 振动的来源和影响振动可以来自多种因素,如施工活动、地震、交通运输以及机械设备的运行。
不受控制的振动会导致建筑物的破坏,设备的故障以及人员的不适。
因此,振动控制对于土木工程的安全和可靠性至关重要。
2. 控制振动的方法2.1 结构设计在土木工程中,振动控制可以从结构设计阶段开始考虑。
合理设计的结构可以减小振动对建筑物的影响。
例如,通过采用合适的地基和结构材料,以及增加结构的刚度和阻尼,可以有效减小建筑物受振动的响应。
2.2 振动隔离振动隔离是一种常用的振动控制方法,通过减小振动的传递路径,从而减小其对周围环境和设备的影响。
常见的振动隔离方法包括使用弹性材料、减震器、隔振墙等。
这些措施可以有效地减小振动对周围环境的噪音和震感。
2.3 振动消除振动消除是一种主动振动控制方法,通过反向振动来相互抵消原始振动。
它可以通过安装振动传感器和振动控制器来实现。
这种方法适用于需要高精度振动控制的场合,如实验室和精密仪器的保护。
3. 振动控制技术3.1 结构动力学分析在振动控制中,结构动力学分析是必不可少的。
通过使用计算机模拟和数值分析方法,工程师可以预测和评估振动对结构的影响,并提出相应的控制措施。
这项技术可以帮助工程师优化结构设计和振动控制方案。
3.2 子结构试验子结构试验是另一种常用的振动控制技术,它可以通过模拟真实振动环境来评估结构的振动响应。
通过将结构的一部分与振动源连接,工程师可以测量和分析结构的振动特性,并根据试验结果进行振动控制设计。
3.3 主动振动控制主动振动控制是一种通过主动干预系统振动来控制振动的技术。
它通常使用传感器实时监测系统的振动状态,并通过振动控制器调节控制力来抑制振动。
这种技术适用于需要高精度控制的振动环境,如大型机械设备和高速列车等。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是一种通过改变结构系统的刚度、阻尼等参数,来降低结构在地震等外力作用下的响应,减小结构受损程度和降低人员伤亡的技术方法。
本文将从减震控制的定义、分类和应用领域等方面进行浅谈。
减震控制技术是把结构的刚度和阻尼调整到最佳状态,以减小结构在地震作用下的响应。
刚度是指结构对水平力的抗力程度,而阻尼指的是结构在振动过程中吸收和消散能量的能力。
通过调整结构的刚度和阻尼,可以使结构在地震等外力作用下产生较小的振动,从而减轻结构的破坏程度。
减震控制技术主要包括被动控制和主动控制两种方法。
被动控制是指通过加装减震装置或改变结构的刚度与阻尼,使结构在地震时发生较小的响应。
常用的被动控制装置有减震支座、摆杆等。
主动控制是指通过操控控制装置,主动地改变结构系统的刚度和阻尼等参数,以降低结构的响应。
常用的主动控制装置有液压缸、执行器等。
减震控制技术主要应用于高层建筑、大跨度桥梁、核电站、工业厂房等工程中。
高层建筑由于其结构的灵活性和高度,容易受到地震等外力的影响,因此在高层建筑中常常采用减震控制技术来降低其受力情况。
大跨度桥梁由于其结构的特殊性,一旦发生地震等灾害,会对桥梁的承载能力产生较大的影响,因此需要采用减震控制技术来保证桥梁的安全稳定。
核电站和工业厂房等工程由于其重要性和特殊性,对结构的稳定性要求较高,因此需要采用减震控制技术来保障其正常运行。
土木工程结构减震控制技术在现代建筑工程中起着重要的作用。
通过调整结构的刚度和阻尼,可以使结构在地震等外力作用下产生较小的振动,从而减轻结构的破坏程度。
减震控制技术在高层建筑、大跨度桥梁、核电站、工业厂房等工程中得到了广泛的应用,并发挥了重要的作用。
随着科技的不断进步和人们对安全性的要求不断提高,减震控制技术的研究和应用将会得到进一步的发展。
相信在不久的将来,减震控制技术将会在土木工程领域发挥更大的作用。
浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术1. 引言1.1 背景介绍土木工程结构减震控制技术是针对地震等自然灾害对建筑结构造成的破坏而进行研究和应用的技术。
在我国地震频发的地区,建筑结构减震控制技术的研究和应用具有重要意义。
背景介绍将从以下几个方面展开:我国地处地震带,地震频发。
地震对建筑结构的破坏是不可忽视的问题,因此如何提高建筑结构的抗震性能成为人们关注的焦点。
随着现代建筑的不断发展,建筑结构的复杂性和高度也在不断提升。
传统的抗震设计往往难以满足高层建筑的抗震要求,因此减震控制技术的研究和应用显得尤为重要。
全球气候变暖、自然灾害频发,建筑结构的抗灾能力成为人们关注的热点话题。
减震控制技术的研究和应用可以有效降低地震对建筑结构造成的破坏,保障人民生命财产安全。
背景介绍部分将介绍我国地震频发的背景、现代建筑结构的复杂性以及气候变暖等因素对建筑结构安全性的影响,为后续对减震控制技术的探讨提供重要的背景信息。
1.2 研究意义研究意义是指研究问题具有重要意义和价值,对学科发展和社会进步有积极影响。
土木工程结构减震控制技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高工程抗震性能。
地震是一种极具破坏性的自然灾害,土木工程结构减震控制技术可以有效减少结构受力,提高结构的抗震性能,降低结构倒塌的风险。
2. 保障人员生命安全。
在地震发生时,建筑物的倒塌会造成严重的人员伤亡,土木工程结构减震控制技术可以减少建筑物的损坏,保障人员的生命安全。
3. 促进工程质量提升。
减震控制技术的应用可以提高土木工程结构的性能和稳定性,从而促进工程质量的提升,提高建筑的可靠性和持久性。
4. 推动科技进步。
研究和应用土木工程结构减震控制技术,能够促进相关领域的研究和技术创新,推动科技进步,推动土木工程领域的发展。
1.3 研究目的研究目的是通过对土木工程结构减震控制技术的深入研究,探讨如何提高建筑结构的抗震性能,减轻地震灾害对建筑物和人员造成的损失。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震技术是指利用减振装置作用于建筑物结构,起到减震作用的技术。
它不仅能够有效地降低构筑物内地震加速度,而且能够降低楼层的位移,特别是对低、中、高应力的设计,具有重要意义。
土木工程结构减震技术主要包括柔性支座技术、碟形减振器技术、隔震技术、钢板介入技术、刚性钢构件技术、框架结构-减震垫层结构等,其中柔性支座技术是一种常用的技术,利用相对低滞回失稳性,来抑制建筑物振动受力,在节点处加装橡胶支座,可以有效地抗震耐久性。
碟形减振器技术是一种用于减少建筑物受到地震时的动力受力的技术,利用恒定的减震梁和碟形减振器相互作用,以旋转阻尼原理抑制结构受到的地震冲击力,有效减少建筑物内地震受力。
隔震技术是将建筑物支撑在隔震结构上,利用结构周界材料的吸能特性、局部结构的变形裂痕截止等,有效地吸收地震能量来减缓建筑物受到的地震受力。
钢板介入技术,就是在建筑物内部植入钢板元素,使其形成带有等效减震器的结构,在楼层板条的内部介入无孔的如棍的钢板,可以有效地吸收地震波能量。
刚性钢构件技术就是采用一种对象成构件,如光滑刚性钢柱、钢墩、角钢铰接等,在建筑物中插入设计结构,使受力线条、贯穿受力点及加固点错开,从而增大结构的吸能量,从而满足地震要求。
框架结构-减震垫层结构是一种利用框架结构和减震垫层结构组合使用的减震技术,在查光结构的框架上嵌入一定比例的减震垫层,利用减震垫层的弹性变形释放能量,使建筑物能够受到地震时不受太大的冲击。
总之,土木工程结构减震技术旨在通过各种减震装置,有效地减缓构筑物内地震受力,增强建筑物的抗震性能。
而减震技术也应同时综合考虑结构的力学特性、施工安装特性及其他加固特性,保证结构的安全性与经济性。
略议土木工程结构振动控制技术
略议土木工程结构振动控制技术前言紧跟着社会的不断进步,土木工程也得到一定的发展。
同时,紧跟着科学技术的快速发展,人类抗灾的能力也越来越高。
但是,依旧需要引进先进的技术,不断对设备进行创新,因为传统的防震技术的作用不大,会对人们的生命安全产生一定的威胁。
当发生地震的时候,结构不能支持的时候就会产生十分严重的破坏。
为此,一定要重视土木工程结构振动控制技术的不断优化创新。
1. 土木工程结构振动控制的相关内容对于减振结构来说,主要是土木工程结构的抗侧力装置,通过在这个装置中装备相关的零件来促使减振目标的实现。
当土木工程结构受到一定破坏的时候,相关的装置就会具备一定的弹塑性,从而能够有效的对受到破坏的时候所产生的能量进行消耗以及吸收,同时也能避免对土木工程机构产生巨大的影响,从而能够满足减振的要求。
对于土木工程结构振动控制而言,能够有效的对地震能量进行消耗。
近年,有一部分国家已经越来越重视对结构控制的研究,从而在结构层面上添加控制体系,进而能够促使两者共同抵抗动荷载。
而且,能够为消耗地震能量带来一定的帮助。
此外,土木工程机构振动控制能够有效的避免地震、海浪、风等对结构的影响,同时也能促使抗灾能力的提高。
2. 土木工程结构振动控制技术的实情2.1 主动控制主动控制一定要通过外部的能量为供给的一项技术。
可不可以进行反馈控制回路以及能量消耗是区别于被动控制的关键点。
虽然主动控制技术维护难度大、造价费用高以及技术比较复杂,但是在高层建筑中,主动控制能够充分发挥防震的作用。
在主动控制中,主要采用了最先进的结构控制技术,从而能够有效的实时预测以及追踪结构振动的实情,进而能够促使结构系统性能水平的提高。
通常情况下,主动控制技术主要包括半主动控制型以及控制力型这两种。
结构主动控制主要是运用外部能量在结构振动的时候为结构增加一个控制力,同时,要凭借传感器来检测,并把所得到的信息传入到计算机中,此时,计算机能够按照设置好的公式计算出应施加的力的实情情况。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术
土木工程结构减震控制技术是一种通过改变结构系统的参数和构造形式,减少结构体的振动响应和减小结构在地震作用下的破坏程度的技术手段。
本文将对土木工程结构减震控制技术进行浅谈。
土木工程结构减震控制技术的核心是通过采用减震装置,改变结构体的刚度和阻尼特性,从而减少地震能量的输入,并将地震能量尽量转化为其他形式进行消散,以达到减少地震作用下结构破坏的目的。
减震装置是土木工程结构减震控制技术的重要组成部分,常见的减震装置包括减震支座、液流阻尼器、摩擦阻尼器等。
减震装置通过调节结构体的阻尼特性和刚度,使结构体具有较高的抗震能力和可控的动力响应。
液流阻尼器是一种能够通过液体的黏滞阻尼特性对结构体进行减震和控制的装置。
液流阻尼器通过调节液体的黏滞特性,可以减少地震时结构体的振动幅度和能量输入,提高结构体的耗能能力,从而控制结构体的动力响应。
除了减震装置,结构形式的优化也是土木工程结构减震控制技术的重要手段。
常见的结构形式优化包括增加剪力墙、设置隔震层、采用柔性悬挂系统等。
这些优化措施都能够改变结构体的刚度和阻尼特性,提高结构体的抗震能力和控制效果。
浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构振动控制技术作者:江哲陈云来源:《中国新技术新产品》2010年第12期摘要:结构振动控制(简称为结构控制)技术,就是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。
本文简述土木工程结构振动控制技术,并提出需要解决的问题和对今后的发展趋势做了展望。
关键词:结构控制;发展趋势结构振动控制技术在机械、宇航、船舶等领域已经得到了广泛应用,而其在土工工程界引起广泛兴趣则始于1972年美籍华裔学者YaoJ.T.P(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出。
此后,结构振动控制技术得到了迅速发展,目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域,被称为土木工程的高科技领域。
结构振动控制技术根据所采取的控制措施是否需要外部能源可分为:被动控制、主动控制和混合控制。
以下将分别对这些控制技术予以简述。
1被动控制被动控制是一种不需要外部能源的结构控制技术,一般是指在结构的某个部位附加一个子系统,或对结构自身的某些构件做构造上的处理以改变结构体系的动力特性。
被动控制因其构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持等优点而引起了广泛的关注,并成为目前应用开发的热点,许多被动控制技术已日趋成熟,并已在实际工程中得到应用。
被动控制从控制机理上可分为基础隔振和耗能吸能减振两大类。
1.1基础隔振基础隔振是在上部结构与基础之间设置某种隔振消能装置,以减小地震能量向上部的传输,从而达到减小上部结构振动的目的。
基础隔振能显著降低结构的自振频率,适用于短周期的中低层建筑和刚性结构,由于隔振仅对高频地震波有效,因此对高层建筑不太适用。
1.2耗能吸能减振耗能吸能减振装置主要有:金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘性液体阻尼器、调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器、液压质量控制系统和质量泵等。
2主动控制主动控制是一种需要外部能源的结构控制技术,它是通过施加与振动方向相反的控制力来实现结构控制的,其工作原理如下:传感器监测结构的动力响应和外部激励,将监测的信息送入计算机内,计算机根据给定的算法给出应施加的力的大小,最后,由外部能源驱动,控制系统产生所需的力。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程是一门关乎人类生活安全和城市建设发展的重要学科,而结构减震控制技术作为土木工程领域的一项重要技术,其在提高建筑物抗震能力、减少地震对建筑物的破坏等方面发挥着重要作用。
在地震频繁的地区,结构减震控制技术更是不可或缺的。
本文将就土木工程结构减震控制技术进行一定的探讨。
一、结构减震控制技术的基本概念结构减震的概念最早可追溯至20世纪60年代初。
结构减震控制技术是指通过在建筑结构中安装减震设备,使建筑结构在地震发生时,能够减少地震对建筑结构的冲击,降低地震破坏程度,保护建筑结构和人员安全的技术。
结构减震控制技术包括主动减震、半主动减震和被动减震三种类型。
主动减震是利用外部能源对建筑结构进行主动的控制,使其在地震作用下产生抵抗力,通过主动的反作用力来减少结构的震动。
半主动减震是指利用外部能源对减震设备进行监控和调节,以实现减震目的。
而被动减震则是利用建筑结构本身的特性来达到减震目的,例如通过阻尼器、摆杆、弹簧等设备来减少建筑结构的震动。
随着科学技术的不断进步,结构减震控制技术得到了较快的发展。
目前,结构减震控制技术已经应用于许多地震频发地区的建筑物中,取得了较好的效果。
例如在日本的地震频发地区,许多高层建筑和大型桥梁都采用了结构减震控制技术,大大提高了其抗震能力和安全性。
在中国,由于地震频发的情况比较严重,对土木工程结构的抗震要求也非常高。
结构减震控制技术在我国得到了广泛的应用。
例如在上海、北京等大城市的高层建筑中,也普遍采用了结构减震控制技术,以提高建筑物的抗震能力。
随着科学技术的不断发展,结构减震控制技术也在不断创新和完善。
目前,国内外已经出现了许多新型的结构减震设备,例如智能减震控制系统、液压缓冲器、调谐质量减震器等,这些新型设备在一定程度上改善了传统减震设备的不足,提高了其减震效果和可靠性。
结构减震控制技术具有许多优势,对土木工程结构的安全性和抗震能力有着很大的提升。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是一门广泛的技术领域,涉及到建筑工程、桥梁工程、地下工程等多个领域。
其主要目的是通过一系列的技术手段和措施,来减轻结构在地震、风、交通振动等外部加载作用下的应力和变形,保障结构的安全性和稳定性。
本文将就土木工程结构减震控制技术进行一些基本的讨论和探索。
一、土木工程结构减震控制技术的基本原理土木工程结构减震控制技术是基于减震原理和结构控制原理的技术体系。
减震原理是指通过改变结构的柔度、加强结构的耗能能力等手段来降低结构在外部加载作用下的反应,从而减小结构的振动响应。
而结构控制原理则是指通过控制系统获取结构的振动信息,提前预测结构的响应并通过一系列的控制手段来控制结构的振动响应。
在土木工程结构减震控制技术中,常见的减震手段包括减震支撑系统、阻尼器系统、摩擦减震器系统、液体阻尼器系统等。
而结构控制手段则包括主动控制、半主动控制和被动控制等。
二、减震技术在土木工程中的应用1. 减震支撑系统减震支撑系统是一种较为常见的减震手段,其主要原理是通过设置一些可调节的支撑装置,来改变结构的刚度和柔度,从而有效地减小结构的振动响应。
在地震带的地区,减震支撑系统的应用是十分广泛的。
通过加装适当的减震支撑装置,可以有效地提高结构的抗震能力,减小地震作用下的结构变形,保护结构的完整性。
而在高层建筑和桥梁工程中,减震支撑系统也可以有效地减小结构在风、交通振动等外部荷载作用下的振动响应,提高结构的安全性和舒适性。
2. 阻尼器系统阻尼器系统是一种通过阻尼器来控制结构振动的技术手段,其主要原理是通过吸收和分散结构振动能量,来减小结构的振动响应。
在高层建筑和大型桥梁工程中,阻尼器系统的应用是十分广泛的。
通过设置一定数量和类型的阻尼器,可以有效地减小结构在风、地震等外部荷载作用下的振动响应,提高结构的安全性和稳定性。
在桥梁工程中,摩擦减震器系统是一种较为常见的减震技术手段。
通过设置适当数量和类型的摩擦减震器,可以有效地减小桥梁在交通振动作用下的振动响应,提高桥梁的安全性和稳定性。
关于土木工程结构振动控制技术的探讨
响, 减小地震 的危害程度 。 如果地 震的等级较高 , 增加建筑
结构 自身的形 变程度 ,并协 同消 防装置 内部 的大阻尼 , 有 混合 控制是相 对于被 动控 制和主 动控 制而言 的研 究 效吸收和消耗地 震能量 , 并将 其转换成热 能的形式传输 至 新突破 。 它将被动控 制和 主动控 制有机结合到 同一建筑 工 外界 , 这能够 显著降低地 震对建 筑结 构 的影响 , 维 持 建筑 程中, 使二者协调 起来共同工作。将二者结合 起来看似 简 结构 的弹性形 态 , 此种 技术主要具有 以下特 点 : 单, 实则 需要无数次 的尝试与磨合 。此 系统充分融合 了被 安 全性和 可靠性较高 , 借助耗能装 置有效吸收和 消耗 动控 制系统 与主动控制 系统 的优点 , 既可以通过被动控 制 地 震能量 , 进 而保护建筑物的主体结构 ; 经济 且环 保。 这主 系统 卸掉震动能 , 又可 以利用主动控 制系统来增 强控 制效 要是因为此装置 中采用 了柔性性 能 , 可缩减 剪 力墙数 量和 果, 因此有很好的建筑工程应用价值 。 目前混合控 制所用 配筋断面 : 应用范围广泛 , 此种装置可应 用在工厂 、 办 公大 的控 制装置 已有许 多种 类 , 其迅猛 发展 的势头锐不可 当。 楼中; 维护经费较低。 如果装设耗能减振 装置 , 需要定期维 2 _ 4结构控制研究 中的待解决 问题 护, 进而保障其正常运行。 该装 置和其余减振 装置相 比 , 维 经过多年 以来 的刻苦研 究和 辛勤实践 ,结构 的抗震 、 护经费相对较低 。 减振 设计研究取得 了飞跃性的成就 , 也受到 了更 多各领域 例如 在我 国某市地 区 内的一个重 点建筑 ,其 主楼 高 科研 工作者们 的关注 与重视 。然而科 学研 究不 能一蹴而 5 7 . 8 m, 地上 l 3层 ( 两侧 的塔楼 为 1 6层 ) , 地 下一层 , 建筑 就, 科技发展 也并非是朝夕之事。在看似成 果斐然 的土木 面积 为 1 4 1 8 8 1 5平方米 , 采用 中央 空调 系统 。 该 建筑 采 用 工程结构振 动控 制领域取得 的成就背后 , 仍 有许多技术 不 钢 筋混凝 土筒体 一 框 架结构 , 抗 震 设 防烈度 为 9度 , 结 构 成熟 之处 , 这些问题 犹待解决。如从控 制器设计角度 的建 安 全等级 为二级 , 抗 震设防 分类标准 为二级 。 原结构 采用 模工 程与模 型 的简 化 ; 如何 降低能耗 和造价 , 使 工程简便 筒 壁厚 4 5 0 m m, 底层 框 架柱 截 面 为 8 0 0 m m* 8 0 0 m m, 框 架 且 不失 可靠性和 安全性 ; 综合 考量 各项外 界 因素 , 增强控 梁 高 8 0 0 a r m。抗 震计 算表 明 , 原结构 在 多遇 、 罕遇水 平地 制的持久力和安全性 ; 完善抗震 防护体 系作用力 的具体计 震作用 下都 不能 满足 要求 , 且梁、 柱 的配 筋率 很高 , 施 工 算方式 : 与其他 学科 的新 技术和 新成 果 有机结合 , 促进 土 困 难 。 木工 程结构振动控制技术 向智能化发展。 结构控 制技术是 经技术经 济 比较 ,决定 采用粘 弹性 阻尼器 的耗 能职 项复 杂严密且 与人 民生命财产 安全息 息相 关 的细 致研 称 ,结构 的 自振 基本频率 由原 来 的 1 . 1 H z 提高到 1 . 1 6 H z , 究, 因此相关科研技 术人员和机 构要做 好研究工作。 即结构 的抗侧刚度 比原 来的稍 小。 3 振动控制技术简 析 3 。 4悬 挂 隔 震 3 . 1隔震 的相 关地 基的建筑 材料 悬挂 隔震 的原 理是 阻止地 面的地 震波传 递至 建筑 主 在土 木工程 建设 的过程 中, 地基材料所使 用的材质 不 体结 构 , 防止 主体 结构 受到损坏 。 可见 悬挂隔 震装置结 构 样, 因此 , 在地 震过程中的地震波 的反应 也不尽 相同。 因 很 大部分 的质 量甚至 是全部 质量均 悬挂在地 面 上 ,地 震 此, 在 土木 工程 建设 的过程 总 , 要使用 特殊 的材料 对其地 到 来时 , 建筑 结构上层 的分离 导致无 惯性 力产生 , 从而 达 基 进行相 应的处理 , 这样 才能减 少震波 的反应 , 进 而减 少 到 显著隔 震的 目的。悬挂隔 震技术 适用 范围没 有其他 技 相关 的建筑 物在地震过程 中的震感 。 相对于传统 的土木工 术 的应用范 围广泛 , 钢结构 , 大型钢 结构是 其主 要 的使 用 程来说 , 其地基经常使用粘土 以及砂 子进行相应 的垫层施 结 构 , 又 分为主 框架和 子 结构 两 部分 , 悬 挂 子结构 , 主 框 工, 随后 , 也有相 关的建设 工作人 员使用 糯米进 行垫层 来 架结构便与子 结构 分离 。 当地 震 波到达 悬挂部位 时 , 地 震 对抗 震进行相应 的研 究。经过 大量的研 究之后 , 各种实验 能量 大大减 少 , 有效控 制 了地 震的传递 , 减 少建筑在 地 震
浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构振动控制技术摘要:依据控制系统与外部能源、结构振动反应信息和动荷载信息之间的关系,结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
本文探讨了土木工程结构振动控制技术。
关键词:土木工程;结构;振动;控制;技术Abstract: according to the control system and the external energy, structure vibration response information and dynamic load information, the relationship between the structural vibration control can be divided into passive control, active control, the semi-active control and mixed control four categories. This paper discusses the civil engineering structure vibration control technology.Keywords: civil engineering; Structure; Vibration; Control; technology 结构振动控制技术在机械、宇航、船舶等领域已经得到了广泛应用,而其在土工工程界引起广泛兴趣则始于1972 年美籍华裔学者YaoJ.T.P(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出。
此后,结构振动控制技术得到了迅速发展,目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域,被称为土木工程的高科技领域。
一、土木工程结构振动控制的分类依据是否需要外界能源, 结构控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
1、被动控制被动控制不需要提供外部能量,而通过减震、隔震装置来消耗或转移振动能量,同时阻止振动在结构中的传播,它具有构造简单、造价低、易于维护且无需外界能源支持等优点而被广泛应用。
阐述土木工程结构振动控制
阐述土木工程结构振动控制一、绪论以往传统型抗震结构设计的方法主要是建立在概率理论的基础上,其实质就是依靠承重构件和结构的损坏来消耗能量的输入达到减震的目的,其弊端在于容易致使结构构件遭受到严重的破坏。
为较好的刻服以往这一抗震方法自身存在的不足,结构振动控制这一技术得到了发展,并被人们逐渐认为是减轻结构振动的一种有效方法。
结构振动控制这一目前被广泛应用在船舶、宇航、机械等重点领域。
而这一技术逐渐被土木工程领域关注则始于美籍华裔J.T.P.Yao(姚志平)在1972年发表的论文首次明确提出“土木工程结构控制”这一概念。
从此以后,土木工程结构振动控制这一技术获得了快速发展,当前该技术己经被广泛应用于土木工程结构工程领域,并被人们誉之为“土木工程的高科技领域”。
二、土木工程结构振动控制技术(一)土木工程结构振动控制的定义及机理“土木工程结构振动控制”又称为“土木工程结构控制”,其定义大体上可以表述成“经过对土木工程结构附加控制装置或者机构,并由控制装置或者机构和工程结构一起来承担震动的作用,以便减轻或者协调工程结构的震动反应,让他在外部作用的帮助下促使工程各项结构的反应值被控制在允许的范围以内。
”土木工程结构振动控制的减震机理可以通过以下的结构动力方程式来加以阐明:其中,方程式中的[M]、[C]、[K]分别代表着“结构的质量”、“结构的阻尼”、“结构刚度矩阵”;{I}代表着“单位列向量”;F(t)代表着“外部作用列向量”,包含了控制装置、控制机构等外力;分别代表着“结构在外部作用下的加速度列向量”、“结构在外部作用下的速度列向量”、“结构在外部作用下的位移反应列向量”;代表着“地面的地震加速度反应”。
土木工程结构振动控制其实就是经过调节结构的自振周期或者频率或(即改变M、K)或者是施加控制力F(t)或者是增加阻尼C等以达到减少工程结构在风力作用或者地震作用下的反应带来的影响。
假设{x(t)}、{x(t)}、{x(t)}为确保结构与结构中的装修设施、设备、人等的安全和处于正常使用状态所允许的结构加速度、速度与位移的反映值,那么结构的动力响应则需要满足以下条件:。
浅谈土木工程结构震动控制技术的发展
浅谈土木工程结构震动控制技术的发展摘要:在土木工程建设的过程中,必须要注意地震对建筑的影响,因此,增强土木工程结构震动控制技术是建筑业必须要考虑的问题。
本文进一步分析了土木工程结构震动控制技术的发展,以供同仁参考借鉴。
关键词:土木工程;结构;震动;控制技术1 土木工程结构震动控制原理土木工程结构减震技术的运用,主要是在建筑结构的修建过程中,在一些特定的位置进行防震控制装备的安装与设置,一旦防震结构出现震动现象,突然施加的外来压力会将建筑结构中的动力作用或者动力特性进行改变,进而使防震结构的振动反应有效降低,采用合理的控制方式降低土木工程建筑结构在地震灾害中受到的损害程度,保证土木建筑结构具备一定的安全性能。
若想进一步将结构震动反应减小,就动力学的角度而言,其一,应对消震进行综合考虑,采用一定的措施,控制地震输入结构,就现在的基本状况看来,这一方式难以直接实现;其二,在一定程度上缩减建筑工程整体的惯性力,以动力学中的基本原理作为依据,如果在建筑结构中出现相对较大的自振周期,其获取的加速度就会明显下降,故而可运用防震手段减小土木结构整体的惯性力;其三,运用增加建筑结构阻尼的手段,进行全面的防震,并进一步降低建筑结构受到的地震损害;其四,运用手动添加建筑构件的手段,在一定程度上消耗掉塑性变形的部分能量,并保证建筑结构的完整性以及安全性。
2 土木工程中结构震动控制技术方法分析按照建筑防震技术划分,可将土木结构控制的手段分为被动控制手段以及主动控制手段,半主动控制手段以及混合控制手段等。
2.1 主动控制方法主动控制的研究主要包括两个方面,一是主动控制算法的运用处理,二是主动控制装置的开发与应用。
结构主动控制算法依然是使用现代控制理论之中的算法作为依据,然后根据土木工程结构自身的特点而做出一些特殊的处理。
目前,广泛使用的主动控制算法有:经典线性主要有最优控制法、瞬时最优控制法、随机最优控制法、极点配置法、预测控制法、滑动模态控制法、模糊控制法以及神经网络控制法。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是在地震灾害频发的地区尤为重要,它通过一系列的设计和施工措施,有效地降低结构在地震作用下的损伤,保障人民生命财产安全。
本文将从减震技术的基本原理、常见的减震技术和发展趋势等方面进行探讨。
一、减震技术的基本原理地震是土木工程结构所面临的最大威胁之一,地震作用下结构易受到破坏,严重危害人们的生命财产安全。
减震技术的基本原理就是通过改变结构的刚度和阻尼,以及引入减震装置等手段,降低地震力对结构的影响,减少结构受损,提高结构的抗震性能。
减震技术虽然不能完全消除地震对结构的影响,但可以有效地减小地震作用下结构的位移和加速度,降低地震灾害的影响程度。
二、常见的减震技术1. 钢筋混凝土结构中的减震技术(1)可变刚度支撑技术:通过在支座上安装可变刚度支撑,可以在地震时调整结构的刚度,使结构在地震作用下具有更好的延性和耗能性能。
(2)散装面积支撑技术:在结构柱和梁的连接处设置散装面积支撑,可以有效地增加结构的抗震能力,在地震作用下吸收能量,保护结构不受损坏。
(1)金属外部减震装置:通过在结构外部安装金属减震装置,可以有效地减小结构的位移和加速度,提高结构的抗震性能。
(2)阻尼器技术:在结构中设置阻尼器,可以有效地吸收地震能量,减小结构的位移和加速度。
3. 建筑中的减震技术(1)隔震技术:通过在建筑的基础和结构之间设置隔震装置,可以有效地隔离地面震动,保护建筑不受损坏。
三、减震技术的发展趋势随着科技的不断进步,土木工程结构减震控制技术也在不断发展和完善。
未来,减震技术将朝着以下方向发展:1. 多层减震技术:将不同减震技术结合应用,形成多层次的减震体系,提高结构的抗震性能。
2. 智能化减震技术:通过传感器、控制器等设备,实现结构的监测和控制,提高减震效果和工作效率。
3. 绿色环保减震技术:开发和应用环保材料,降低减震装置对环境的影响,实现减震技术的可持续发展。
4. 结构减震技术的标准化和规范化:建立和完善减震技术的标准和规范,促进减震技术的推广应用和产业化发展。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是目前土木工程领域的研究热点之一,随着建筑物高度和规模的不断增加,建筑物在地震作用下的抗震能力成为土木工程设计和施工中不容忽视的重要问题。
通过减震控制技术,可以减缓地震对建筑物的影响,提高建筑物的抗震能力,达到减少人员伤亡和财产损失的目的。
减震是一种将地震能量转化为其他形式或消耗掉部分能量的技术。
常见的减震方式包括结构控制、摇摆防护、消能减震、基础隔震等。
其中结构控制是减震技术中的核心,通过设立减震器等装置,调整结构刚度、阻尼等参数,实现减震效果。
当前主要采用的减震技术有层间位移减震技术、钢筋降震技术、金属阻尼器减震技术、TMD质量阻尼器减震技术、液压减震器减震技术、TLD液压刹车减震技术、支撑减震技术等。
其中,TMD质量阻尼器是一种有效的减震设备,该设备可以针对不同的建筑物结构进行设计,使得建筑物在地震中的振动能够被压制到最小。
另外,利用金属隔震技术,将结构与地基隔离,可以使得建筑物在地震中的振动能够得到有效的缓解。
除了减震技术之外,土木工程结构的加筋加固也是一种重要的抗震措施。
针对不同的建筑物结构,采用不同的加筋和加固方案,可以明显提高建筑物的抗震能力。
在加筋加固过程中,需要注意合理运用材料,选择适当的加固方式,确保加固效果。
总体来说,土木工程结构减震控制技术涵盖了多种减震方式和加筋加固措施,这些技术的应用可以显著提高建筑物的抗震能力,降低地震灾害的损失。
但需要注意的是,减震技术并非万能的,建筑物的抗震能力也不应该完全依赖于减震技术,应该积极采取加筋加固等措施,并定期进行安全检查和维护。
土木工程中的振动控制技术
土木工程中的振动控制技术振动是土木工程中常见的问题之一,特别是在高速公路、桥梁和建筑物等结构物的设计和施工过程中。
振动会导致设备的疲劳损伤、结构的破坏以及对周围环境的干扰。
因此,振动控制技术在土木工程中的应用变得越来越重要。
一、振动控制技术的分类振动控制技术可以分为被动控制和主动控制两类。
1. 被动控制被动控制是使用各种材料和结构的特性来吸收、分散或减弱振动能量。
常见的被动控制方法包括:加装防振材料、设计冲击吸收器、提高结构刚度等。
被动控制技术相对简单且成本较低,但仅能对特定频率的振动起到有效防护作用。
2. 主动控制主动控制是通过传感器感知振动信号,然后通过控制器和执行器对振动进行实时调整。
主动控制可以根据实际情况调整控制参数,从而适应不同的振动环境。
常见的主动控制方法包括:主动质量调节、压电材料调控、惯性力调控等。
主动控制技术能够在较大范围内有效控制振动,但成本相对较高。
二、振动控制技术的应用1. 高速公路振动控制高速公路上车辆的高速行驶会产生很大的振动,而这种振动会对周围的建筑物和环境造成负面影响。
因此,对高速公路上的振动进行控制是非常必要的。
在高速公路设计和施工中,可以采用被动控制技术,如采用交叉路面设计和加装减振层等方式来减少振动对桥梁和隧道的影响。
2. 建筑物振动控制建筑物振动会对住户的正常生活造成干扰,同时也可能对建筑物的结构造成损害。
在建筑物的设计和施工中,可以采用主动控制技术,如使用感应器和执行器对建筑物的振动进行监测和调控。
通过对振动信号的实时反馈,可以降低或消除建筑物的振动。
三、振动控制技术的挑战和发展目前,虽然土木工程中的振动控制技术已经取得了一定的进展,但仍然面临一些挑战。
首先,振动控制技术的成本较高,这对一些建筑项目来说可能是一个阻碍因素。
其次,不同结构的振动特性可能存在较大差异,因此需要根据具体情况设计和应用不同的振动控制技术。
另外,振动控制技术的长期性和可持续性也需要进一步研究和改进。
土木工程中的结构振动与控制研究
土木工程中的结构振动与控制研究第一章引言土木工程中的结构振动与控制研究是一门涉及建筑物和桥梁等结构在自然环境和人为激励下的运动与控制的学科。
在建筑结构和桥梁设计中,振动问题常常被忽视,然而振动不仅会引起结构损坏和倒塌的风险,还会对人们的生活和工作环境产生负面影响。
因此,研究结构振动与控制对于提高工程结构的安全性和舒适性至关重要。
第二章结构振动的基本原理结构振动是指结构在外界激励下产生的运动。
外界激励可以是自然环境中的风荷载、地震力或人为施加的载荷等。
结构振动的基本原理可以通过结构动力学理论进行描述。
结构动力学是一门研究结构在外力作用下的运动和相应反应的学科,它包括结构振动的起因、振动模态、自由振动和强迫振动等方面内容。
第三章结构振动的类型与特性结构振动可以分为自由振动和强迫振动两种类型。
自由振动是指结构在受到一次性扰动后,没有外界激励下的自我振动过程。
强迫振动是指结构在受到外界周期性或非周期性激励下的振动。
不同类型的结构振动具有不同的特性,如振动频率、振幅、振动模态等。
第四章结构振动的影响因素结构振动的影响因素有多个方面,其中包括结构的固有特性、外力激励、结构的耗能性能等。
结构的固有特性包括结构的刚度、质量和阻尼等。
外力激励可以是自然环境的风荷载、地震力或人为施加的载荷等。
结构的耗能性能是指结构在振动过程中吸收和耗散能量的能力。
第五章结构振动的控制方法为了减小结构振动的影响,可以采用多种控制方法。
常见的控制方法包括质量减振、刚度减振和阻尼减振等。
质量减振是通过在结构上添加质量以改变结构的固有频率。
刚度减振是通过在结构上添加刚度以改变结构的固有频率和振幅。
阻尼减振是通过在结构上添加阻尼以吸收和耗散振动能量。
第六章结构振动与控制的应用结构振动与控制的研究在土木工程中具有广泛的应用。
在建筑物设计中,通过针对结构的振动特性进行优化设计,可以提高建筑物的稳定性和舒适性。
在桥梁设计中,结构振动与控制的研究可以减小桥梁在行车荷载下的振动,提高桥梁的安全性和服务寿命。
土木工程中的振动控制技术研究与应用
土木工程中的振动控制技术研究与应用在土木工程领域,振动是一个常见且不容忽视的问题。
无论是高层建筑在风力作用下的晃动,还是桥梁受到车辆行驶带来的振动,都可能对结构的安全性、稳定性以及使用者的舒适度产生负面影响。
因此,振动控制技术在土木工程中的研究与应用具有极其重要的意义。
振动产生的原因多种多样。
在建筑物中,风荷载、地震作用以及机械设备的运行都可能引发振动。
对于桥梁而言,车辆的通行、人群的走动以及自然风的吹拂等都是振动的来源。
这些振动如果不加以控制,可能会导致结构的疲劳损伤、裂缝的产生,甚至在极端情况下引发结构的倒塌。
为了有效控制振动,工程技术人员研发了多种振动控制技术。
其中,基础隔震技术是一种常见且有效的方法。
基础隔震的原理是在建筑物的基础部分设置隔震装置,如橡胶隔震支座,将上部结构与下部基础隔离开来,从而减少地震能量向上部结构的传递。
这样,在地震发生时,上部结构的振动幅度能够显著减小,提高了建筑物的抗震性能。
另一种重要的振动控制技术是消能减震技术。
消能器通常安装在结构的变形较大部位,如框架的梁柱节点处。
在振动过程中,消能器通过自身的变形或摩擦消耗能量,从而降低结构的振动响应。
常见的消能器包括黏滞阻尼器、金属阻尼器等。
黏滞阻尼器利用液体的黏性来消耗能量,其阻尼力与速度相关;金属阻尼器则通过金属材料的塑性变形来吸收能量。
主动控制技术是振动控制领域的一项先进技术。
它通过传感器实时监测结构的振动状态,然后由控制系统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。
主动控制技术具有响应迅速、控制效果好的优点,但由于其需要复杂的监测和控制系统以及较大的能量供应,目前在实际工程中的应用相对较少。
被动控制技术则相对简单和可靠,不需要外部能源输入。
除了前面提到的基础隔震和消能减震技术外,调谐质量阻尼器(TMD)也是一种常用的被动控制装置。
TMD 通常由质量块、弹簧和阻尼器组成,其固有频率调整到与结构的主要振动频率相近,从而通过共振吸收结构的振动能量。
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浅谈土木工程结构振动控制技术摘要:依据控制系统与外部能源、结构振动反应信息和动荷载信息之间的关系,结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
本文探讨了土木工程结构振动控制技术。
关键词:土木工程;结构;振动;控制;技术abstract: according to the control system and the external energy, structure vibration response information and dynamic load information, the relationship between the structural vibration control can be divided into passive control, active control, the semi-active control and mixed control four categories. this paper discusses the civil engineering structure vibration control technology.keywords: civil engineering; structure; vibration; control; technology中图分类号:k826.16文献标识码:a 文章编号:结构振动控制技术在机械、宇航、船舶等领域已经得到了广泛应用,而其在土工工程界引起广泛兴趣则始于1972 年美籍华裔学者yaoj.t.p(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出。
此后,结构振动控制技术得到了迅速发展,目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域,被称为土木工程的高科技领域。
一、土木工程结构振动控制的分类依据是否需要外界能源, 结构控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
1、被动控制被动控制不需要提供外部能量,而通过减震、隔震装置来消耗或转移振动能量,同时阻止振动在结构中的传播,它具有构造简单、造价低、易于维护且无需外界能源支持等优点而被广泛应用。
被动控制主要包括基础隔震、耗能减震和调谐减震。
基础隔震就是在建筑物或构筑物基底设置控制机构来隔离地震能量向上部结构传输,使结构振动减轻,避免地震破坏。
隔震装置必须具备以下条件:具有较大的变形能力;具有足够的初始刚度和强度;能提供较大的阻尼, 具有较大的耗能能力。
目前,常见的隔震装置有夹层橡胶垫隔震装置、滚轴加钢板消能装置、粉粒垫层隔震装置、铅芯滞变阻尼器隔震装置、钢滞变阻尼器隔震装置、基底滑移隔震装置、悬挂基础隔震装置和摩擦隔震装置等。
隔震是发展最快、最早的结构减震控制方法,它在技术上比较成熟,减震效果明显,构造简单,造价经济,理论研究和试验研究成果也比较丰富和完善,是目前大多数减震控制结构所采用的方法。
桥梁隔震形式有多种,其中使用最广的是铅芯橡胶支座,隔震支座设置于桥墩与主梁之间。
铅芯橡胶支座不仅可以提供很大的初始水平刚度以满足在正常使用荷载作用下只产生小位移,并能自动复位,又能以较小的屈服后刚度来实现期望的隔震效率。
耗能减震技术是把结构物中的某些构件(如支撑、剪力墙等)设计成耗能部件或在结构物的某些部位(节点或连接处)设置阻尼器,在小荷载作用下,耗能杆件和阻尼能处于弹性状态,在强烈地震作用下,耗能装置首先进入非弹性状态,大量消耗输入结构的能量,使主体结构避免进入明显的非弹性状态,从而保护主体结构不受破坏。
按照耗能装置的不同,耗能减震体系可分为两类:耗能构件减震体系和阻尼器耗能减震体系。
前者包括各种耗能支撑(如方框耗能支撑、圆形耗能支撑、k形偏心耗能支撑等)和耗能剪力墙(如横缝剪力墙、竖缝剪力墙、周边缝剪力墙和阻尼器剪力墙等)。
后者包括摩擦阻尼器、弹塑性耗能器(软钢耗能器、铅挤压阻尼器、记忆合金耗能器等)、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器等。
调谐减震技术是在主体结构中附加子结构,使结构的振动发生转移,使结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配,从而减小原结构的振动。
目前主要的调谐减震装置有调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器、调谐液柱式阻尼器、摆式质量阻尼器、质量泵、液压- 质量控制系统、悬挂结构体系等。
调谐质量阻尼器(tmd)是在结构中设置由质量、弹性元件和阻尼器组成的装置,其减震机理是结构振动时tmd 系统将一部分振动能量吸收从而达到减小结构反应的目的。
调谐液体阻尼器(tld)是一种固定在结构上的具有一定形状的盛水容器,其减震机理是在结构振动时带动容器中的液体晃动,液体波与容器箱壁碰撞而产生控制力,同时液体晃动将吸收一部分能量,这两方面的因素减小了结构的振动反应。
2、主动控制结构主动控制是利用外部能源( 计算机控制系统或智能材料) , 在结构物受激励振动过程中, 瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性, 以迅速衰减和控制结构振动反应的一种减震技术。
主要应用于对抗震抗风要求较高, 要求对多振型进行控制的重要建筑和高层建筑、桥梁、特种结构等。
结构主动控制技术无疑是一种比较理想的方法, 它对于提高抵抗地面运动不确定性的能力, 直接减小输入的干扰力, 以及在地震发生时连续自动地调整结构动力特性的功能等方面均优于被动控制方法。
虽然主动控制已取得一定的理论研究和试验研究成果, 减震效果非常明显有效, 并已在少数工程中试点应用, 但在技术上还有一些问题尚待解决。
目前, 尚未步入技术成熟阶段。
其主要存在以下问题:(1)控制系统的硬件和软件的滞后性及有效控制性等问题尚需进一步解决;(2)突发地震时外部能源的正常供应问题;(3)设备的常年维护问题;(4)造价昂贵问题;(5)抗震抗风的同时有效控制问题。
主动控制根据控制力是否依赖结构响应或外界激励可分为:闭环控制、开环控制和开闭环控制。
目前研究和工程应用较多的是闭环控制。
根据控制器的不同, 主动控制又有主动调谐质量阻尼器、主动锚索之分。
主动调谐质量阻尼系统是利用传感器时刻监测结构反应( 位移、速度或加速度) , 并根据卡提闭环控制理论,计算机接受传感器信息并瞬时改变状态矢量和反馈矢量得出控制力, 接着电液伺服装置将最优控制力施加于结构, 以控制其运动和变形。
主动锚索控制是利用传感器把结构的反应传给计算机, 计算机进行优化分析计算出所需要的控制力, 驱动液压伺服系统, 该系统通过锚索对结构施加控制力, 从而有效地减小结构反应。
该装置已被应用到实际结构中, 用于控制风振反应。
3、半主动控制半主动控制是通过改变结构的动力特性来减震的。
1960 年日本kobor i 最早提出了结构变刚度的概念, 1983 年hrovat 研究了土木工程结构的半主动控制问题。
半主动控制与主动控制相比, 它所需外部能量小得多, 维护要求不高, 更容易实施也更为经济, 而且控制效果又与前者接近, 因此半主动控制具有较大的研究和应用开发价值。
常见的半主动控制系统有主动调谐参数质量阻尼系统、可变刚度系统、可变阻尼系统、变刚度变阻尼系统等。
4、混合控制混合控制是将主动控制和被动控制同时施加在同一结构上的结构减震控制形式。
根据所起作用的相对大小来看,可分为主从组合方式和并列组合方式,前者是以某一控制为主控制部件,其它部件通过主要部件对结构进行控制;后者是两种控制各自独立工作而对结构进行控制;近年研究较多的是以被动控制为主、主动控制为辅的主从组合方式。
混合控制包括主动质量阻尼系统(amd)与调谐质量阻尼系统(tmd)或调谐液体阻尼系统(tld)的混合控制,主动控制与基础隔震的混合,主动控制与耗能减震的混合,液体质量控制系统和主动质量阻尼系统的混合。
混合控制将主动控制与被动控制联合应用,可以充分发挥两种控制系统的优点,克服各自的缺点,只需很小的能量输入即可得到很好的控制效果。
被动控制由于引入主动控制,其控制效果和调谐范围有了极大的增强;另一方面,主动控制由于被动控制的参与,所需的控制力大大减小,抗震系统的稳定性和可靠性都比单纯的主动控制有所增强。
二、结构振动控制发展趋势及展望近年来结构的抗震、减振设计概念经历了很大的飞跃,受到了许多领域的专家和学者的高度关注,由被动控制到主动控制,由主动控制到半主动控制和混合控制,进一步向智能化的方向发展,研究对象也从以前的理想状态向实际结构靠近、非线性模型、滞后效应、不确定性因素都逐渐被考虑在内。
虽然在理论上和实际应用上已经取得了不少新的成就,但仍存在许多问题有待深入探讨研究:1、结构控制设计研发寻求耗能少、造价低、构造简单、施工方便、可靠性大的被动控制和主动控制系统控制装置;2、被动控制装置系统技术已经较为成熟同时在实际工程中已经取得了应用效果,应将其进行系统整理,使其逐步实用化、规范化,以推动其在工程实践中的广泛应用;3、建立研究结构延性耗能构件的力学模型,通过确定延性耗能构件的强度、耗能指标、受力特性、截面特征、配筋方式及数量等参数的定量关系,进而对附有延性耗能构件的整体结构进行分析,研究出含有新型合理控制装置的结构体系;4、加强关于混合控制和半主动控制装置的试验研究及工程试点建筑研究,理论分析的试验结果有时会与实际情况存在较大误差,通过试点建筑研究可以检验和保证控制装置的可靠性及实际控制效果,以期达到实用化要求;5、关于半主动控制和主动控制装置的实验研究以及作动器、传感器的数量、位置和控制参数的优化研究,达到结构振动控制的最理想效果,以实现结构控制“智能化”的要求。
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