土木工程结构振动控制的概况与新进展
土木工程结构振动控制的研究现状与展望
土木工程结构振动控制的研究进展
土木工程结构振动控制的研究进展作者：张尉来源：《锦绣·上旬刊》2019年第03期摘要：紧跟着信息技术的进步，信号处理和采集技术以及传感技术都取得一定的发展，尤其是土木工程结构振动控制技术的研究目前已经获得一定的成功，对应的技术也在实践中得到广泛应用。
本文主要阐述了土木工程结构振动控制技术的实情，并对其进行了合理的介绍。
关键词：土木工程;结构振动控制技术;实情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。
2.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。
2.1、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。
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、液压质量控制系統、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。
浅谈土木工程结构振动控制技术
土木工程结构振动控制技术的发展
结构振动控制技术得到 了迅速 发展， 目前 已经成 为结构工 前世界上唯一的主动变 刚度控制系统 的工程应用实例 。
ｌ 结构 振动控制技术
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 （ 不需要） 、 主动控制 （ 需要） 和主动与被动 的
混合控制 （ 或称杂交控制） 。
（ Ｋ ｏ ｂ ｏ ｉ ｆ ｅ ｔ ａ １ ． １ ９ ９ ３ ； Ｎ ａ ｓ ｕ ｅ ｔ ａ ｔ ． ２ ０ ０ １ ） ， 结构 主 动 变 刚度 控 制 系 统 主
办 公楼 （ 地上五层 ， 地 下一层） 。结构沿短向方向的前三阶 自振周
・ １ ３ ９・
施 工技术
建材发展导 向 ２ ０ １ ３ 年 ７月
用 的前 景比较远 大。
２ 结构 抗震 技术在工程 中的发展运用
２ ． １ 结构 主动 变 刚度控 制 系统 的工程 应用
动变刚度控制系统可 以很好地执行设定的控制命令 。
２ ． ２ 结构主动变阻尼控制系统 的工程应用
结 构主动变阻尼控制 系统曾在两栋结构抗震和 一座桥梁 结 １ ９ ９ ０年 日本 首次在 Ｋ ａ ｛ ｉ ｍａ建筑研 究所 的一栋三 层钢 结构 构车辆振动控制 中得 到应 用。 日本 Ｋ ￣ ｉ ｍａ五层 办公楼 的主动变 办公楼 （ Ｋ ａ Ｔ Ｒ Ｉ 第２ １ 号楼上） 上安装 了 ６套主动变刚度控制系统 阻尼控制系统 。 该建筑 是 Ｋ Ｎｉ ｍａ 公司位于 Ｓ ｈ ｉ ｚ ｕ ｋ ａ的一栋钢结构
年的历史 ， 其研 究和应用 大体上分为三个领域 ： 基础 隔震 、 被动耗 能减振 以及主动、 半主动和智能控 制。
关键 词 ： 土木 ； 结构 ； 振 动控 制
振动控制技术现状与进展
进展
近年来，随着科学技术的不断进步和创新，振动控制技术在理论研究和实际 应用方面都取得了一些重要进展。
在理论方面，研究人员利用数值模拟和实验方法对复杂结构的振动特性进行 了深入研究，建立了更加精确的数学模型和算法，为振动控制技术的进一步发展 提供了重要的理论支撑。
在实际应用方面，一些新兴的振动控制技术和产品不断涌现。例如，智能材 料和结构在振动控制领域的应用逐渐受到广泛。智能材料具有自感知、自适应和 自修复等特性，能够根据外部激励进行实时调整，从而有效地减小结构的振动响 应。此外，基于机器学习和人工智能技术的振动控制方法也得到了快速发展，为 更加精细和智能的振动控制提供了新的可能。
3、车辆工程：在车辆工程中，振动控制技术可以有效地提高车辆的舒适性 和安全性。例如，通过在车辆底盘上应用振动控制技术，可以有效地减小车辆的 振动响应，从而提高车辆的舒适性和安全性。
4、机械制造：在机械制造中，振动控制技术可以有效地减小机械设备的振 动响应，从而提高机械设备的精度和使用寿命。
具体案例
航天器在发射、执行任务和返回过程中，面临着多种形式的振动和冲击，如 火箭发动机的振动、大气抖动、着陆时的冲击等。这些振动和冲击可能对航天器 的结构、仪器设备、通信系统等造成不良影响，严重时甚至可能导致任务失败。 因此，航天器振动控制技术的意义在于，通过采取有效的控制措施，降低振动对 航天器的有害影响，从而提高航天器的性能和可靠性。
振动控制技术现状与进展
01 引言
03 具体案例 05 未来展望
目录
02 现状 04 进展 06 参考内容
引言
振动控制技术是用于减少、消除或利用振动现象的一种工程技术。在现代化 的社会中，振动控制技术已经广泛应用于各个领域，如航空航天、土木工程、车 辆工程、机械制造等。随着科学技术的不断发展，振动控制技术也日新月异，本 次演示将介绍振动控制技术的现状、具体应用案例以及近年来的一些进展，并对 未来的发展趋势和前景进行展望。
土木工程结构减震控制研究现状及进展
土木工程结构减震控制研究现状及进展摘要：对提土木工程领域结构减震控制的研究现状进行了分析，阐述了目前主要减震控制使用的原理和方法，对国内外新出现的减震控制方法和研究成果进行了综述和评价，对今后的研究进行展望并提出了发展方向。
关键词：结构减震；振动控制；智能控制土木工程结构减震控制一般包括被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。
目前，被动控制已经广泛应用于工程领域，而主动和半主动控制还处在理论和实验研究阶段。
本文对目前国内外结构工程减震控制的研究现状进行归纳分析，对该领域的研究成果进行综述，为后续的研究指引方向。
1 被动控制被动控制主要是进行基础隔震和耗能减震，基础隔震是在上部结构和基础之间设置水平柔性层，延长结构侧向振动的基本周期，从而减小水平地震地面运动对上部结构的作用。
基础隔震的研究主要是研究开发出性能优越且价格低廉的隔震装置。
1978年美国Kelly J M和Eidinger J M 提出叠层橡胶支座隔震方法和技术，从此结构基础隔震进入了蓬勃发展的阶段。
一些研究和应用较广的隔震装置包括夹层橡胶垫隔震装置、滚珠（或滚轴）加钢板消能装置、粉粒垫层隔震装置、铅塞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、混合隔震装置等。
目前基础隔震的应用已相当广泛，隔震结构的分析和设计方法也日渐成熟。
世界上已建成了上千座隔震建筑和桥梁，并表现出良好的减震效果。
2001年我国正式把隔震技术写入规范。
结构耗能减震是在结构中设置非结构构件的耗能元件，结构振动使耗能元件被动地往复相对变形或者在耗能元件间产生往复运动的相对速度，从而耗散结构振动的能量，减轻结构的动力反应。
目前已经研究发展起来的耗能装置主要有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器（TMD）和复合型耗能器等。
被动耗能减震结构已在国内外建成了数百座，并在一定程度上经受了地震的考验。
中国目前也有几十余座新建或加固的被动耗能减震建筑与桥梁。
土木工程结构振动控制的研究现状与展望
土木工程结构振动控制的研究现状与展望摘要：日益频繁和严重的地震灾害给世界人民带来了沉重的灾难。
土木工程结构振动控制研究对有效减轻地震等自然灾害带来的损失有着极为重要的现实意义。
本文概述了现今土木工程结构振动控制研究领域的研究现状，包括主动控制、被动控制、混合控制和现存问题等及对土木工程结构振动控制技术广阔发展前景的展望。
关键词：土木工程；结构振动；展望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 结构振动控制技术的研究现状1.1 被动控制被动控制是通过改变建筑结构自身一些构件的构造和结构体系的动力学特征，或者在结构的某个部位附加一个子系统，来实现减振的目的一种不需要外部能源的结构控制技术。
由于其结构简单、造价低廉、易于维护且无需外部能源支持，目前已成为建筑与结构设计的热点，许多实际工程中也已经广泛应用。
被动技术主要包括基础隔振技术和耗能吸能减振技术。
基础隔振是在结构的上部与基部之间设置一种隔振消能装置的控制技术，是被动控制的一种，它主要通过减小地震时向地表传输的能量，来减小结构的振动。
基础隔振能明显降低结构的自身振动频率，非常适用于中低层建筑，但由于隔振只对高频率的地震波有效用，所以对高层建筑并不适用。
吸能减振是通过附加子结构，使结构的振动位移，能量重新分配，从而减小结构振动。
耗能减振是在结构体的某些部位，如节点和支撑部等设置耗能阻尼机构。
继而通过这种机构对结构施加控制力，快速减小结构振动。
耗能减振和吸能减振的装置主要有摩擦阻尼器、粘性液体阻器、调谐质量阻尼器、金属屈服阻尼器、质量泵和液压质量控制系统等。
浅谈土木工程中的振动控制
<B style='color:black;background-color:#ffff66'>浅谈</B>土木工程中的振动控制结构控制可能是彻底解决这一问题的方法, 通过在结构上设置控制机构, 由控制机构与结构共同控制抵御地震动等动力荷载, 使结构的动力反应减小。
结构控制是人的主观能动性与自然的高度结合, 是结构对策的新的里程碑。
结构控制按是否需要外部能源和激励以及结构反应的信号, 可以分为被动控制、主动控制、混合控制和半主动控制。
被动控制研究结构被动控制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, 易于维护且无需外界能源支持等优点而引起了广泛的关注, 并成为当前应用开发的热点。
许多被动控制技术已日趋成熟, 并已在实际工程中应用。
下面简要介绍这些控制技术和装置。
1、基础隔震体系基础隔震体系是在上部结构与基础之间设置某种隔震消能装置, 以减小地震能量向上部的传输, 达到减小结构振动的目的。
隔震装置必须具备下面三项特性: 1 具有较大的变形能力; 2 具有足够的初始刚度和强度; 3 提供较大的阻尼, 具有较大的耗能能力。
基础隔震能显著地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。
由于隔震仅对高频地震波有效, 因此对高层和超高层建筑不太适用。
另外, 橡胶隔震垫的老化和耐久性问题 , 以及隔震效果的定量设计问题还有待于进一步的研究。
基础隔震是当前应用最广泛, 也是最成熟的一项技术。
一些研究和应用较广的隔震装置有: 1. 夹层橡胶垫隔震装置; 2. 滚珠或滚轴加钢板消能装置;3. 粉粒垫层隔震装置; 4. 铅塞滞变阻尼器隔震装置; 5. 钢滞变阻尼器隔震装置; 6. 基底滑移隔震装置; 7. 悬挂基础隔震装置; 8. 混合隔震装置等; 2、消能减震体系消能减震体系是把结构物的某些非承重构件设计成消能元件, 或在结构物的某些部位装设阻尼器。
土木工程结构振动控制的研究现状与展望
土木工程结构振动控制的研究现状与展望摘要：本文简单介绍了土木工程结构振动控制研究现状，针对土木工程结构振动控制的展望进行了深入的研究分析，结合本次研究，发表了一些自己的建议看法，希望可以对土木工程结构振动控制的发展起到一定的参考和帮助。
关键词：土木工程；结构振动控制；研究现状；展望地震属于自然灾害，其直接影响和次生危害极具危险性，以往的土木工程结构抗震方法以“抗”为核心，借助构件本身的承载能力以及抗弯变形能力实现对地震能量的消耗，最终起到抵御地震效果，减少地震对结构的影响。
振动控制属于现代控制理论的一项重要理念，应用在抗震研究方面，可以取得非常好的应用效果。
当前振动控制技术已经逐渐发展成为抵御地震的有效措施，尤其是混合控制以及智能控制，应用在土木工程结构中，能够使土木工程结构振动控制效果得到显著的提升，本文就此进行了研究分析。
1.土木工程结构振动控制研究现状土木工程结构振动控制主要是指在特定位置采取安装装置、机构、结构或者施加外力等措施，使建筑结构在地震作用下，结构的加速度、位移等动力响应得到有效控制，使结构本身以及人员、设备处于安全、稳定使用环境或者运行状态，当前土木工程结构振动控制主要包含有以下四个方面内容：1.1 被动控制被动控制从装置、机构结构改变方面出发实现对工程结构系统动力响应的改变，使能量被隔离、吸收或者消耗，实现减振目的。
被动控制不需要借助外部能量，性能可靠、成本低廉、便于施工、更换维修方便，有着非常广泛的应用。
被动控制可以分为隔振、耗能减振以及吸能减振三种。
第一种：隔振，在建筑物基础与楼板间等位置设置隔振装置，通过隔振装置减少地震能量的损耗，阻断能量传递，降低地震对上部结构的作用力，减少地震对建筑物的影响，一种隔振是基础隔振，隔振装置安装在建筑物基础与上部结构间，实现对基础与房屋结构之间的有效隔离，消耗地震能量，避免有过多的能量传输至上部结构，另一种是间层隔振，在建筑物中间层与楼板间增加隔振装置，实现对地震能量的隔离，减少地震能量传递；第二种：耗能减振，将耗能机构设置在结构节点、支撑等部位，通过耗能机构的摩擦、弯曲弹塑性变形等实现对地震传递至建筑中能量的耗散，减少主体结构在地震方面的反应，避免结构出现有倒塌以及破坏情况，耗能机构实际上为结构提供一定的阻尼，地震时需要克服阻尼做功，大量消耗振动能，实现抗震目的；第三种，吸能减振，这种减振方式是通过附加种子结构，一定程度上转移结构振动，使原结构的振动能量重新分配，实现对结构振动的有效控制，比如说调谐质量阻尼器等。
论述土木工程结构振动控制的现状与发展
论述土木工程结构振动控制的现状与发展1、土木工程结构振动控制的研究现状在地震过程中，工程结构会因剧烈的动力荷载的作用受到一定程度的破坏，而工程结构中的一般抗震设计不能很好的避免荷载造成的损伤，因此土木工程结构振动控制受到人们关注，逐渐应用到工程的抗震领域中。
土木工程结构振动控制就是土木工程结构的特定部位装设隔振垫、消能支撑、消能剪力墙等某种控制装置结构或机构科学合理的控制其工程结构，使其不受到地震或大风中的加速度、位移的影响，保证工程结构、仪器设备、人员的安全。
这些控制装置或机构能分担工程在地震中的振动作用，减弱工程自身承担的力，而且可以通过调整结构的自振频率或周期，增大结构阻尼，施加控制力等，以达到降低结构振动作用下的各种反应。
结构振动控制最早广泛应用在机械、宇航、船舶等领域，后来该技术迅速发展，逐渐应用在土木工程领域。
目前土木工程结构控制主要分为四个方面，分别是被动控制、主动控制、混合控制及智能控制，下面进行详细介绍。
2.1、主动控制振动主动控制研究现状20世纪50年代末，由美国科学家率先提出了振动主动控制技术的研究报告，进入20世纪70年代振动主动控制才进入广泛的探索阶段，20世纪80年代，现代控制理论———尤其是随着信号处理技术的成熟，振动主动控制技术得到蓬勃发展。
发展到20世纪90年代，振动主动控制技术已日趋成熟，其研究对象己经从简单的线性系统发展到复杂的非线性系统，控制系统从简单的单输入单输出发展到多输入多輸出系统，控制方法也在不断改进，已成功应用于航空航天结构振动控制、土木工程结构抗震、车辆结构隔震以及其他机械设备振动控制等领域，并且后来出现的模糊控制、神经网络控制等智能控制新型方法也已在振动主动控制中得到应用。
现有的振动主动控制技术的发展虽然取得了一些成果，但是还有一些理论和技术问题需要进一步的研究和探索。
研究智能主动控制算法，如连续分布系统的控制方法、存在非线性特性和结构的时变不确定性系统的控制方法。
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：。
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。
试析土木工程结构振动控制技术的发展
试析土木工程结构振动控制技术的发展李胜君，王占磊摘㊀要：地震作为自然灾害的一种，直接影响和间接危害很大㊂常规的土木工程结构抗震方法是以 抗 为核心，借助构件的承载力和抗弯变形能力消耗地震能量，最终达到减小结构地震作用的抗震效果㊂振动控制是现代控制论中的一个重要概念，在地震研究中应用它可以收到良好的效果㊂振荡控制技术，特别是混合控制和智能控制，已经逐渐发展成为抗震的有效手段，将其应用于土木工程结构中，可以显著地提高其抗震性能㊂关键词：土木工程；结构振动控制技术；发展一㊁土木工程结构振动控制研究现状当前土木工程结构振动控制主要包含有以下四个方面内容：（一）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㊂目前，主动控制技术主要有半主动控制和控制力型两种㊂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㊂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际情况㊂然后就通过外部能源，为结构施加相对应的控制力，最终能够促使结构振动减小㊂因为主动控制的控制力能够自主进行控制，为此，主动控制要比被动控制的防振程度更加高㊂控制力型主动控制主要包括主风挡㊁主支撑㊁主牵引三大部分㊂半能动控制是参数控制的重要组成部分，其优缺点介于控制力型和被动型之间㊂该结构的半能动控制主要是利用最少的电能，根据外界信息和结构的实际情况，调整结构的参数，从而达到减震的目的㊂与控制力型相比，半主动控制需要的能量少，维护容易㊂因此，半主动控制更为重要㊂（二）被动控制被动系统主要是在结构中添加一个子系统或者是改变结构一部分的构件，从而能够促使减振目标实现的一项不需要依靠外部能源的技术㊂其中，被动控制主要有耗能吸能减振技术以及基础隔振技术㊂基础隔振技术是在结构上增加隔振装置㊂它主要是通过降低结构在地震作用下的承载力来减小振动㊂隔震能有效降低结构的振动频率，特别适用于低层建筑，但其隔震性能较高，不适合高层建筑㊂吸能减振主要依靠附加结构的附加作用，从而改变能量的分配，最终达到降低结构振动的目的㊂消能减振主要是通过在结构的相关部位设置消能阻尼机构，对其施加一定的控制作用，从而有效地促进减振㊂对于吸能装置，主要有液压质量控制系统㊁金属屈服阻尼器㊁黏性液体阻尼器等㊂（三）混合控制混合控制融合了多种控制手段，具有良好的发展前景，并且控制效果良好㊂混合控制是主动控制和被动控制的有机结合，它既可以对系统进行有效的控制，保证控制效果，又可以依靠被动控制系统来促使振动能量的消耗，可见混合控制充分利用了主动控制和被动控制的优点，两者之间能够有效地协调，同时消耗的能量比主动控制要少，因而在土木工程领域发挥着重要作用㊂最好的混合控制方案是采用两种被动控制最保护装置，其中主动控制系统主要是作为抗震的主要元件，在结构发生破坏后，是最重要的防御力量，而被动控制主要是在被动控制系统中减少纤维，同时为被动控制提供一定的能量㊂（四）结构控制需要解决的问题经过多次的研究，结构的减振设计已经取得一定的进步，同时也越来越受到有关领域研究工作者的重视㊂但是，科学研究并不是一个短暂的过程，而是需要长远进行研究的一个过程㊂在土木工程结构振动控制领域中虽然取得一定的成就，但依然有一部分的技术存在一定的缺陷㊂比如，造价以及能耗的降低能够不降低工程的安全性㊁抗震防护体系的计算方法的完善等㊂可见，结构控制技术是与人们的生命财产安全密切相关的㊂为此，一定要加大对土木工程结构振动控制技术的研究力度㊂二㊁土木工程结构振动控制技术未来发展前景就目前的发展状况而言，土木工程结构控制技术在土木工程建设中得到了较广泛的应用，但其应用范围相对较窄，主要表现在高层建筑上，但随着我国经济的快速发展，高层建筑的数量也在不断增加，因此土木工程结构振动控制技术必然会促使高层建筑的抗震性能显著提高，同时也促使结构振动控制技术有更广阔的发展空间㊂长期来看，土木工程施工中将出现高层建筑不断增多的趋势，在这种良好的背景的推动下，结构振动控制技术必将有着良好的应用前景㊂从一定意义上说，这是高层建筑良好性能的保证，也能促使建筑物在面对地震袭击时有较好的应对性能㊂因此，土木工程结构振动控制技术在今后的研究中，还需要不断地完善，在很大程度上为居民提供更好的安全性能，保证居民在地震袭击时的生命和财产安全㊂三㊁案例分析某市重点建筑，主楼高度为５６．６ｍ，地面以上结构１３层，在两侧设１６层塔楼，设有一层地下空间，计算建筑面积为１４１．８８万平方米，建筑内部采用中央空调系统㊂建筑结构为钢筋混凝土筒体－框架结构，结构设计抗震烈度Ⅸ度㊁二级分类标准以及安全等级㊂该建筑原结构筒壁厚度为４５０ｍｍ，底层框架柱截面为８００ｍｍˑ８００ｍｍ，框架梁高为８００ｍｍ㊂通过科学的抗震计算，得出原结构难以满足水平地震作用下的抗震要求；另外，梁柱配筋速率过高，也影响了工程的正常进行㊂经技术经济比较，认为采用黏弹性阻尼器可提高耗能减震效果㊂经过实际使用后的计算表明，该结构的抗震性能优于原有结构，抗震水平得到提高㊂四㊁结语综上所述，紧跟着社会的不断进步，土木工程也得到一定的发展㊂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㊂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㊂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㊂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㊂参考文献：［１］唐海龙．浅谈土木工程结构振动控制技术的发展［Ｊ］．读书文摘，２０１７（５）：１４４．［２］熊志．土木工程结构振动控制的研究现状与展望［Ｊ］．建材发展导向（上），２０１８（１０）：１２．作者简介：李胜君，王占磊，男，研究方向：结构方面㊂２４１。
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。
土木工程结构振动控制技术的发展
文章编号:1006-1355(2001)01-0022-07土木工程结构振动控制技术的发展孙树民(华南理工大学交通学院,广州510640)摘要:本文综述了土木工程结构振动控制技术的发展过程及现状,并对其今后的发展趋势做了展望。
关键词:结构控制;发展过程;发展趋势中图分类号:T U 311 文献标识码:ADevelopment of Vibration Control for Civil Engineering StructuresS UN Shu m in(South China U niversity of T echnolog y,Guang zhou 510640,China)Abstract:In this paper,the development process and current situation of the vibration control for civil engineering structures are sum marized,and it s development trend is also dis cussed.Keywords:structural control;developm ent process;development trend 收稿日期:2000-09-05作者简介:孙树民(1969- ),男,讲师。
所谓结构振动控制(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。
该技术在机械、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Yao J.T.P(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出[1]。
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[2]。
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。
土木工程结构振动控制的研究现状与展望_邱敏
土木工程结构振动控制的研究现状与展望邱 敏１，２，张学文１，２，陆中玏１，２，杨世浩１，２（１．中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，武汉４３００７４；２．中国地质大学工程学院，武汉４３００７４）摘 要：地震给世界各国人民造成了巨大的灾害，土木工程结构振动控制是工程结构抗震领域的新课题，对有效减轻地震灾害有着重要的现实意义。
本文综述了国内外土木工程结构振动控制研究领域的最新成果，主要包括土木工程结构振动控制中主动控制、被动控制、混合控制和智能控制的基本概念和基本原理，着重阐述了这四类振动控制方法的最新科研成果，并对比分析了它们之间的优缺点，最后对土木工程结构振动控制理论的发展前景与发展方向进行了展望，以为今后的研究指明方向。
关键词：地震；土木工程；结构振动控制；研究现状；发展前景中图分类号：Ｘ４３；ＴＵ３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－１５５６（２０１３）０３－００１４－０５收稿日期：２０１２－０６－０９ 修回日期：２０１３－０３－３１作者简介：邱 敏（１９８８—），男，硕士研究生，主要研究方向为土木工程。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｕｍｅｉｗｅｎ１８０＿７５＠ｓｉｎａ．ｃｎＲｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒ Ｃｉｖｉｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＱＩＵ Ｍｉｎ１，２，ＺＨＡＮＧ Ｘｕｅ－ｗｅｎ１，２，ＬＵ Ｚｈｏｎｇ－ｌｅ１，２，ＹＡＮＧ Ｓｈｉ－ｈａｏ１，２（１．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｒｏｃｋ－ｓｏｉｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ＆Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆａｃｕｌｔｙｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｉｖｉｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｔｏｐｉｃ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ，ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ａ－ｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｌａｔｅｓｔｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｅｍｉ－ａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｃｉｖｉｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｏｉｎｔ ｏｕｔ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；ｃｉｖｉｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ０ 引 言２０１１年３月１１日，日本东北部海域发生里氏９．０级地震并引发海啸和核泄漏，造成１４ ０６３人死亡、１３ ６９１人失踪和巨大的财产损失。
土木工程结构振动控制技术的发展_1
土木工程结构振动控制技术的发展发布时间：2022-07-26T08:00:31.611Z 来源：《建筑设计管理》2022年第5期作者：蒋娟丽[导读] 结构振动控制（简称结构控制）技术，指的是运用合适的控制措施，蒋娟丽******************广西桂林 541500 摘要：结构振动控制（简称结构控制）技术，指的是运用合适的控制措施，以减小或是抑制动力荷载对结构带来的反应。
在机械、船舶还有宇航等领域，该技术已有广泛应用。
1972年，美籍华裔学者姚治平率先提出了结构控制的定义，自此在土工工程界掀起热潮，很快得以推广。
如今，该技术已成为结构工程学领域的研究热点。
基于此，本文介绍了结构控制技术的种类、研究要点，并对其发展趋势进行展望。
关键词：结构振动；控制技术；发展引言在国内，土木工程的发展年代已久。
伴随科技的进步，很多减震、防震技术均被运用于土木工程，使结构稳定性和质量得到显著地提高。
在工程建设领域，结构振动控制是较为突出的一项技术，对促进结构稳定，减小地震影响均有突出的成效。
工程建设中，技术人员应当认真分析现场情形，挑选恰当的振动控制技术，以确保最佳的工程质量。
1 结构振动控制技术种类 1.1被动控制被动控制作为无需外部能源的一种结构控制技术，是在结构的某部位上增设1个子系统，或是从构造上对部分构件进行处理，转变结构体系自身的动力特性。
凭借构造简单、成本小、维护方便、无需依赖外部能源等优势，备受行业的关注，也是应用开发的方向。
目前，被动控制技术已较为成熟，在土木工程中也有较多的应用。
根据不同的控制机理，可将被动控制分为两类，一是基础隔振、二是耗能吸能减振。
1.1.1基础隔振基础隔振，即在上部结构、基础二者中间增加某种特定的隔振消能装置，以防止地震能量过多地向上部进行传输，降低结构振动。
基础隔振有助于降低自振频率，对中低层建筑、刚性结构较为适合。
隔振只能对高频地震波发挥作用，不太适用于高层建筑。
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主 支 系 (A s 动撑 统 B )
可 刚 装 变 度 置(A ) Vs 结构振 半主动控制 可 阻 装 (A D) 变 尼 置 V 动控制 变刚 变 尼 度 阻 装置(AV SD) 智能可调阻尼器 智能 料 动 材 驱 器
抗 效 良[ 。 震果好 ] 3
智控{ 能制
混合控制
1. 2 消能减振 20 世纪50 年代前苏联人开始研究利用软钢塑 性耗能的耗能支撑， 6 年 Ho s e 首先提出用能 9 15 unr
长春工程学院学报( 自 然科学版)
2加7 ， 3 ) 8(
屈服点钢剪切板、 铅消能器、 铅粘弹性消能器、 无粘 结支撑等形式的消能器。 其中， 无粘结支撑在日 本、
动控制外加能源过大的缺点。
摩擦消能 器在加拿大和日 本应用的比 较多。在 199 台 美国 湾和 都得到推广应用〔。 ’ 低屈服点钢消能 我国， 7 年吴波等利用摩擦阻尼器加固了东北某 〕 府大楼; 999 年欧进萍、 斌、 l 吴 邹向阳 将自 研制 等 己 器、 窝 蜂 状消能 器在日 栋建筑中 本多 得到应用〔 ’ ]。 政
基础隔震 消能减振
调 减 谐 振(WD、 TLD) 主 拉 系 (A 动 索 统 飞)
动 量 尼 (A D) 主 动 控制产主 质 阻 器 M
1 、 . . . ‘
刚 结 它 高 建 不 用 。 性 构，对 层 筑 适 [ 1 6
隔 计除了 震设 基础隔 震外， 还有层间隔 6 。 震[ ]
目 层间隔震技术的研究还不太系统， 前， 有待完善。 基础隔震的 桥梁和建筑已在国内 外建成了上千座，
分别综述如 下: 1 被动控制
结构被动控制是指控制装置不需要外部能源输 人的控制方式。200 年施行的建筑抗震设计规范 2
(G 0 l 一20 1 里 5 B 0 ) 提到的 震和 减 设 隔 消能 震 计
就属于被动控制。 1. 1 基础隔震
0
引言
所谓结构振动控制， 是指在结构某个部位设置 一些控制装置， 当结构振动时， 被动或主动地施加一 组控制力或改变结构的动力特性， 减小结构振动反 应， 以满足结构安全性和舒适性的要求。结构振动 控制的概念最早是 1 7 年由美籍华裔学者姚治平 92 提出的， 在我国是 1 5 年王光远院士从高耸结构风 90 振控制开始研究的。按是否需要外部能量输人， 结 构振动控制可分为被动控制、 主动控制、 半主动控
81 1 8 年 日本河合浩藏提出结构基础隔震概
念[ 。 ] 3 基础隔震是通过房屋底部设置的橡胶隔 震 支座 尼器等部件组成的隔震层来防震的 】 和阻 [4 。
基础隔震装置有薄钢板叠层橡胶、 滚轴加钢板、 粉粒 垫层 、 铅芯滞变阻尼器、 钢滞变阻尼器、 基底滑移隔
震 、 装置 悬挂基础隔 震装置、 擦隔 装置等’ 摩 震 〔 ]。
小而 发生的 过大位移[‘。 J O 加劲三角形消能器可消
除X 形消能器竖向轴力对它的影响， 它们一般安装 在人字形支撑顶部和框架梁之间， 其优点是在很小的 变形情况下即可发挥消能效果， 其稳定性和效能比 较 好。蜂窝状消能器是钢板在平面内的弹塑性剪切变 形消能， 与平面外钢板消能器( X形、 三角形) 相比， 其 初始刚度更大， 承载能力和消能能力更强。国内， 周 云研制的铅粘弹性消能器的抗疲劳能力突出， 并应用
收稿日 期:2阅7 一 一 4 0 肠
硕士 作者 简介:刘 ( 19 l ， 一 ， 汉) ， 7 2 ’ 1 ) 男( 湖南长沙， 工程师， 主要研究建筑结构与结构实验。
关型 能 指 属 服 能 和 擦消 器 [ 。 消 器 金 屈 消 器 摩 能 等 j 4
1. 2. 1 金属屈服消能器 金属屈服消能器是用软钢或其它软金属材料做 成的三角形、 形、 X 圆环、 双圆环、 加劲圆环、 框、 蜂 窝状、 钢棒、 形钢板、 U 受弯圆梁、 弯曲梁、 扭转梁、 低
5/ 2 5 15 一 19
土木工程结构振动控制的概况 与新进 展
刘 方， 邹向阳， 赵万里， 冲， 朱 王晓鹏
( 长春工程学院 土木工程学院， 1 0 12 长春 3 )
摘 要:对土木工程结构振动控制的发展概况进行 了 综述， 介绍了国内外该领域的主要研究成果和最 新进展及未来的发展方向。 关键词: 结构振动控制; 被动控制; 主动控制;半主动 控制; 智能控制; 混合控制 中图分类号:T 35 . 1 U 2 文献标识码:A 文 章 编 号:1( 9名 (2( 7 )02众)15刀 ) X 984 X ) 5
其中， 薄钢板叠层橡胶在房屋建筑中应用最多， 但其 不足之处是抗压不抗拉， 因此， 它对竖向减振效果不 好， 同时， 它对长周期水平振动存在共振危险性， 所 以， 基础隔震设计只适用于短周期的中低层建筑和
制、 控制、 合控制5 类〔 1。 分 下: 智能 混 ’ 详细 类如 一
r
被动 控制..
‘ . . . L
在国内， 蔡克锉、 黄彦智研制的双核心截面无粘结支
撑 单核心无 对比 粘结支 更便于 撑， 结构的安装[ 。 j 9
锥形钢悬臂消能器常与隔震支座配合使用， 为隔震 系统提供附加刚度和阻尼， 减小由于橡胶垫阻尼过
的T 字芯板摩擦耗能器和T 字芯板拟粘滞摩擦耗能 器分别应用于云南洱源县振戎中 学食堂楼和教学楼 的 抗震设计。 摩擦消能器的最新进展是与智能材料 的 联合应用， 型压电变 如T 摩擦阻尼器性能试验与分
ISSN I ( 珍一 4 X 898
CN 2 一 3/ N 132
Hale Waihona Puke 长春工程学院学报 ( 自 然科学版) 2( 7 年 第 8 卷 第3 期 ) X J. Cha gcbun l、 T ch. ( Na . S i. Ed . ) ， ，l . 8 ， 3 n t. e t c i 2007 Vo No.
AM D与T D M AM D与T山
量法 进行抗震设计[ 。 1 6 消能装置可由消能器及斜
撑、 墙体、 梁或节点等支承构件组成。消能器可采用 速度相关型、 位移相关型或其它类型。速度相关型 消能器是指粘滞消能器和粘弹性消能器等， 位移相
主 控 与 础 震 动 制 基 隔
主动控制与消能减振
下面对以上各控制方式的 发展概况及近年进展