浅谈土木工程结构振动控制技术

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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

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。

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

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。

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

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

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摘 要: 结构振动控 制( 简称为结构控 制敞 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 主动 主动支撑 系统 、 主动空 许多结 构控制 问题对于可靠性要 求很高 , 结构振动控制技 术在机械 、 宇航 、 船舶 等领 尼系统 、 拉索系统 、 而在正常条件下又无 法对整个 闭环系统进行实 域已经得到了广 泛应用 ,而其在土工工程 界引 气动力挡风板系统 、 气体脉 冲发生器系统等。 起广泛兴趣则始于 1 7 年美籍华裔学者 Y o 92 aJ . 2 结构性能可变型( 2 半主动控 制) 现证实控制方案 的正确性 , 如为提高建筑物的 这样 探讨结构 平) 对结构控制这一概念的首次提 出。 此 它是利用控制机构来主动调节结构内部的 抗 震能力 而设计 的结构 控制器 . , 使结构参数处 于最优状 态 , 的外部能 控制的实验证实方案是十分重要 的问题。 所需 后 , 构振动控制技术得到 了迅速 发展 , 前 已 参数 , 结 目 5结构控制技术的发展展望 经成为结构工程学科 中—个十分活跃 的研究 领 量 比控制力型小得多。比起控制 力型主动控制 , 经过诸多学者长期不懈的努力 , 特别是在 域, 被称为土木工程的高科技领域。 结构振动控 结构 性能可变型主动控制更容易实施 而且也更 而控 因此结构性 近十几年的时间里 , 土木工程结构控制技术得 制技术根据所采取的控制措施是 否需 要外部能 为经济 , 制效果 又与前者 相近 , 前 呈现 出一派生机勃勃的 源可分为敲 动控制 、 主动控 制和混合控制 。 以下 能可 变型主动控制 目 具有更大的研 究和应用 到了全面迅速的发展 , 展望今后—个时期内, 结构控制技术 价值 。结构 性能 可变型主动控 制往往采 用开关 发展 势头。 将分别对 这些控制技 术予 以简述。 控 制或称为”-” o1 控制 , 通过开关 改变控制器 的 的发展趋势将是 : 1 被动控制 从而改变结构 的动力特性 。 目前 , 较 5 . 1被动控制技术规范化实用化 。 目 将 前一 被 动控制是一种 不需要外部能 源的结构 控 工作 状态 , 制技术 ,一般是指在结构的某个部位 附加 一个 为典 型的结构性能可变型主动控制装置有: 可变 些较 为成熟 并且已得 到实际工程 子系统 ,或对结构 自 的某些构件做构造 上的 刚度 系统 、 变阻尼 系统、 身 可 主动调谐参数 质量 阻 证实 的被动控制技术 , 如基础隔振、 耗能吸 可控 电流变或磁 流变) 阻尼器 、 液体 可 能减 振等 , 行系统 整理 , 之逐步规 范化 、 进 使 实 处理以改变结构体系的动力特性 。被动控制 因 尼 系统 、 ( 用化 , 编人新制订 的结构设计规范 中, 并 以推动 其构造简单、 造价低 、 易于维护且无需外部 能源 控摩擦式隔振系统等。 支持等优点而引起了广泛 的关注 ,并成为 目前 3混合控制 其在 工程实践 中的广泛应 用。 目 前在 国内外这 混合控制是主动控制和被 动控制 的联合 应 方 面的工作 已经有 了一些进展 。 应用开发的热点 , 许多被动控制技术 已 t 成 3 趋 使其协调起来共 同工作 。 这种控制系统充分 5 _ 2加强 对半 主动控制和混合 控制技术的 熟 , 已在实际工程中得到应用。 并 被动控制从控 用 , 制机理上可分为基础 隔振和耗能 吸能减振 两大 利用 了被 动控制与主动控 制各 自的优 点 ,它既 实验研 究以及试点 工程的研究 可 以通过被动控 制系统大量 耗散振动 能量 , 又 半主动控制和混合控制技术是今后土木工 类。 可 以利用主动控 制系统 来保证控 制效果 ,比单 程结构 控制的重要 发展方 向,因此应进一步加 1 . 1基础隔振 基础隔振是在上部结构 与基础 之间设 置某 纯 的主动控制能节省大量 的能量 ,因此有着 良 强对 它们 的实验研 究 以及试 点工程 的研 究 , 以 种隔振消能装 置,以减小地震能量向上部 的传 好 的工程应用价值。 目 前混合控制装置主要 验证其实 际控制效果及可靠性 , 并不断总结 、 完 以下儿种 :) (主动质量阻尼系统(M 1 1 A D与调 善 , 以期尽快达到实用化的要 求。 虽然 目 前结构 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 谐 质量阻尼 系统 tM ) T 或调谐 液体 阻尼系统 控制 技术 尚未在 土木工程 中得 到广泛应用 , D 但 的中低层 建筑 和河性结构 ,由于隔振仅对 高频 fE ) 结合 的混合控 制;) 动控制与 阻尼耗 由于其 自身 所具有 的 明显优 势一 “ 能型”其 J 『 rD相 f主 2 智 , 能相结合的混合控制;) (主动控制与基础 隔振相 良好 的应用前 景是 毋须置疑的。结构振 动控制 3 地震波有效 , 因此对高层建筑不太适用 。 l 耗能吸能减振 2 结合 的混合控制等。 在高层建筑和高耸结构还有较为广泛的发展前 耗能吸能减振装置主要有 : 金属 屈服 阻尼 4有待研究的控制 问题 景。 虽然 , 在我国结构振动控制 目 前多数仅应用 结构 控制这一课题 . 近年来 , 受到 了多个领 于高耸结构 中,但 随着我 国高层建筑特别是超 器、 摩擦阻尼器 、 弹性 阻尼器 、 粘 粘性液体 阻尼 器、 调谐质量阻尼器 、 调谐 液体 阻尼器 、 压质 域的学者与专家 的高度重视 ,越来越 多的控制 高层建筑 的发展 ,必将给结构振动控制带来更 液 量控制系统和质量泵等。 专家投身于该研究 中,在理论 上取得 了不少新 为广 阔发展空 间因此 有理 由相信 , 采用结构控 2主动控制 结果 , 在应用 上成功的例子也很 多 , 仍有一些 制技 术的智能 型隔振 减振 结构将会 是不久 的将 但 主动控制是一种需要外 部能源的结构控制 问题有待进 一步深人探讨。 来人们 的现实追求。 技术 ,它是通过施加与振动方 向相反 的控 制力 4 l从控制器设 汁角度的建模与模型 简化 参 考 文 献 来实现结构控 制的, 其工作原理 如下: 传感器 监 由于结构系统维数高 , 含有未建 模动态特 【刘 季. 1 】 结构抗震 抗风振 动控制 Ⅱ 第六届 结构 测结构的动力响应和外部激励 , 将监测 的信息 性 及参数 不确定性等 , 研究面 向低 阶鲁棒控 制 工程 学 特邀 告 , 9 . 1 " 9/ 送入计算机内 , 计算机根据给定的算法给 出应 器设 计_ 的辨识方法及模 型简化技术等 问题是具 f武 田寿一著 , 2 ] 纪晓 惠, 译. 等 建筑物隔震、 坊振 施加 的力 的大小 , 最后 , 由外部 能源驱 动 , 制 有实 际意义的 , 控 同时对于含智能材料 的结 构 , 与控振 北京: 由 中国建筑 工业 出社,97 19. 系统产生所需的力。如果传感器仅测量结构 响 于材料 的强非线 性 , 对材料与结构间 的非线性 【 曾德 民, 建筑基 础隔震技 术的发展 和应用 3 ] 等. 应的信号 , 称控制系统为闭环控 制; 传感 器 相互作用的辨识也需进一步研究。 如果 概 况 Ⅱ 工 程 抗 震 ,9 6 l 19 , 仅测量 外部激励 的信号 ,称控 制系统为开环控 4 . 2结构控制 中的非线性控制 f唐家祥 , 4 1 刘再华. 建筑结构基础 隔震 . 华 武汉: 制. 果传感器 同时测量结构 响应和外部激励 的 虫 口 研究 带有滞 回环 及饱 和 的非线 性控 制 问 中理工 大学出版社 ,9 3 19. 信号 , 则称控制系统为闭一 开环控制。主动控 制 题 , 这类问题本身在控制界有着广泛 的兴趣 , 另 f周福霖. 5 】 工程结 构减震控制 武汉: 出版 地震 可分为控制力型和结构性能可变型 主动控 外智能控制如模糊控制等在非线性结构控制 中 社 ,9 7 19. 制) 。 两类 会有很好的应用前景, 也值得深 ^ . 探讨。 【李爱群, 南京电视j 风振的混合振动控制 6 ] 等. 誊 2 . 1控制力型 4 . 3结构控制 中的混合控制 研究口建筑结构 学报 ,96 l 】9. 它的特点是采用能检测结构及外干扰振动 不同类 型 的控制 算法集 成 的研究 即混 合 【刘季等. 7 J 液压一 量控制 系统试验研究Ⅱ哈 尔 质 】 . 的传感器 ,将传感器获得 的信号作为控 制振动 ( bi 控制 方式 目 h r) y d 前是 控制界极 受关注 的问 滨建筑工程学院学报 , 9. 1 3 9 的控制信号 ,通过作动器 随时 向结构施 加控制 题 ,在结构控 制中研究主动 与被动控 制间的最 『刘李 , 霞. 8 1 李敏 变刚度 结构 半主动控制的研究 力, 以便及时控制结构 的动力反应。 控制装置大 优混合 , 是具有实际意义 的方 向. , 此外 利用一些 地震 工程 与 工 程振 动 ,9 7 19 . 体上 由仪器测量 系统( 感器) 制系统 ( 算 主动控制算 法进行结构} 惨 数的优化问题也 『欧进 萍 , 耗 能减 振结构 的抗震设计方法Ⅲ 传 、 控 计 殳{ 9 1 等. . 机) 、 动力驱动系统( 作动器) 等组成。 目前研究开 值得进一步研究 。 地 震 工 程 与 工 程 振 动 .9 8 19 . 发的控制力 型主动控制装置主要有: 主动质量 阻 4 结构控制 中的可靠性要求 A 作者 介绍 : , 1 8 年 出生 , 江哲 男, 2技术新产品

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

浅谈土木工程结构减震控制技术摘要:随着我国建筑业的快速发展,土木工程结构减震控制技术也有了很大进步。

文章通过阐述结构减震控制技术的内涵特征,对结构减震控制技术在土木工程中的应用进行探讨,旨在为如何促进结构减震控制技术的有序健康发展提供一些思路。

关键词:土木工程;结构减震;控制技术引言在传统的土木工程中常常采用结构抗震方法,它利用弹塑性设计来加强结构自身抗震性能,以达到减震效果。

当然,这种传统抗震方法是不具备自我调节能力的,它的减震结构设计也无法较好满足工程整体的结构设计与施工策略。

所以说,逐渐摒弃传统技术,采用新技术开展土木工程减震技术应用还是很有必要的。

1结构减震控制技术概述土木工程中的防震体系通常设置于工程结构的底端与基础工程顶部之间,以促使上部结构与基础部分的有效分离。

依托隔震体系以对地震波形成的向上冲击力予以隔离,能够使工程结构基本周期得到延长,进一步缓解建筑物的地震反应,促使全面工程加速度向下,依托隔震系统实现对地震所形成的能量的分担,进而达到减震的目的。

结合地震反应图谱来看,加速度反应谱与周期呈负相关关系,底层建筑的刚度一般很大,因而周期变短,在发声振动过程中,其获取的加速度很大,通过应用相关手段可以延长工程结构的基本自震周期,使工程结构基频维持在地震引发高能量频段之外,依托这种方式可切实缩减建筑物传输的加速度。

2土木工程减震技术中的土木工程结构振动控制问题土木工程减震技术中对结构振动的控制效果是基于多重因素展开分析的,例如它的结构特性、环境作用或控制算法等等。

就以控制算法为例,它就涵盖了对极点的最优配置、模糊逻辑、二次型线性最优水平或对建筑发生地震后的位移速度与加速度变量观测等等。

在这些有关土木工程结构振动控制的技术影响下,人们自始至终都希望建立一套统一模型,基于它的控制性能指标来检验、评价控制系统中所存在的不同环境因素,深入探讨环境因素影响下工程结构本身的适用性及有效性问题,所以与结构振动控制体系的相关问题才会被逐一提出并得到发展。

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

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

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

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浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程是指以土木材料为主要材料,以地基工程为基础技术,以建筑工程和道路工程为主要内容的工程。

在地震频发的地区,土木工程结构的抗震性能显得尤为重要。

土木工程结构减震控制技术成为了一个备受关注的话题。

本文将对土木工程结构减震控制技术进行浅谈。

一、减震控制技术的重要性在地震频发地区,地震会对土木工程结构造成严重的破坏,导致人员伤亡和财产损失。

加强土木工程结构的抗震性能成为了一项重要的工作。

减震控制技术的应用可以显著减小地震对建筑结构的影响,从而降低人员伤亡和财产损失。

减震控制技术的重要性不言而喻。

1. 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是目前应用最为广泛的一种土木工程结构形式。

在抗震设计中,提高钢筋混凝土结构的抗震性能是一项重要的工作。

常见的减震控制技术包括增加横向钢筋、设置剪力墙、采用预应力混凝土等。

这些技术能够有效提高结构的抗震能力,减小地震对结构的影响。

3. 隔震结构隔震结构是一种通过隔震层将建筑主体和地基隔离的结构形式。

常见的隔震层包括橡胶隔震垫、钢丝隔震垫等。

利用隔震层可以有效减小地震对建筑结构的影响,降低地震对结构的破坏程度。

随着科技的不断发展,减震控制技术也在不断创新和完善。

未来,减震控制技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 新材料的应用随着新材料技术的不断发展,一些新型的减震材料也开始应用于土木工程结构中,如形状记忆合金、碳纤维等。

这些新型材料具有优秀的减震性能,将为土木工程结构的减震控制技术带来新的突破。

2. 智能化控制技术智能化控制技术的应用也成为了减震控制技术的一个发展趋势。

通过引入传感器和控制系统,实现对结构的实时监测和调控,能够更加有效地减小地震对结构的影响。

3. 跨学科融合在减震控制技术的发展中,跨学科融合也变得越来越重要。

将土木工程、材料科学、结构工程等学科进行融合,可以为减震控制技术的创新和发展带来新的思路和方法。

四、结语减震控制技术在土木工程结构中起着至关重要的作用。

浅谈土木工程结构减震控制技术

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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

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

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

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

关于土木工程结构振动控制技术的探讨
方向。
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

土木工程中的振动控制技术

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。

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

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研究的热点领域之一。

随着城市化进程的加快,高层建筑、桥梁、隧道、水坝等大型土木工程的建设越来越多,地震等自然灾害频繁发生,土木工程结构减震控制技术不仅直接关系到人们的生命财产安全,而且具有非常重要的现实意义。

在此背景下,本文从减震控制技术的概念、分类、应用等方面进行了浅谈。

一、减震控制技术的概念减震控制技术属于土木建筑工程方面的一种新型的技术手段,它是通过对结构物进行抗震设计和减震优化,利用新型材料、结构和工艺手段来减小结构物在地震等外界作用下的震动反应,从而保证结构物的安全、稳定和可靠。

简单来说,减震控制技术就是为了提高结构物的抗震能力,使其在地震灾害发生时能够减小震动,防止建筑物倒塌。

减震控制技术可以根据其应用情况进行分类,主要包括以下几类:1.被动隔震技术:被动隔震技术是根据物理原理,利用隔震体系中的弹性支座、液体隔震器或摩擦隔震器等来降低结构物的地震反应。

这种技术在实践中比较成熟,应用范围广泛,可以有效地减小结构物的地震反应,保证结构物的安全。

2.主动隔震技术:主动隔震技术是利用定位控制系统对结构物进行实时控制,主动地降低结构物的地震反应。

这种技术可以根据不同的地震特征,采用不同的控制算法和控制系统,使结构物的地震反应控制在安全范围内,具有较高的灵活性和可操作性。

3.半主动隔震技术:半主动隔震技术是被动隔震技术和主动隔震技术的综合体,即采用含有一定自适应性和主动控制算法的被动隔震体系。

这种技术可以根据结构物的反应情况和结构物所受的地震波特征,自适应地调节抗震控制系统的参数,达到减震的目的。

减震控制技术具有广泛应用前景。

在城市建设、交通运输、水利工程等领域都可以应用到该技术。

在高层建筑领域,由于建筑物本身结构较大、楼层高度较高、抗震要求极高,因此采用减震控制技术可以大大提高建筑物的抗震能力,降低建筑物在地震情况下的损失。

在桥梁、隧道等交通建设领域,在道路上安置摩擦隔震器、垂直锚索摆隔震器、弹簧液体隔震器等减震设备,可以有效地减轻地震和风等自然灾害对桥梁、隧道的破坏程度。

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

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

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

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。

土木工程中的结构振动与控制研究

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。

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

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。

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浅谈土木工程结构振动控制技术
摘要:土木工程结构振动控制(简称为结构控制技术)是指通过采用一些的控制手段来减轻和抑制结构因为外力荷载所造成的反应或变形。

本文通过简述土木工程几种控制技术,来解决其问题,为土木工程建筑者提供参考。

关键词:土木工程结构结构控制发展趋势
虽然结构振动控制技术已经相当的普及,在机械、宇航、船舶等领域都已经得到了广泛应用,但是在土工工程界得到认可的还是起源于1972年美籍华裔学者Yaoj.t.p,是他首次提出把结构控制应用到土木工程。

此后,结构振动控制技术在土木领域迅速发展起来。

目前,结构振动控制已成为结构工程学科中极为活跃的研究领域,因此把结构振动控制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主动控制、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
被动控制属于结构控制技术的一种,它不需要任何外部能源,通常在结构的某部位添加一个子系统,或者处理某些构件的结构体系以此来改变其结构体系动力的特性。

被动控制已得到众多科学者的广泛关注,并成为目前应用开发的热点,因为它构造简单、造价低、易于维护并且无需外部能源支持。

在实际工程中已经开始应用被动控制技术。

从控制机理上可以把被动控制分为基础隔振与耗能吸能减振。

(1)基础隔振。

基础隔振的作用是通过在上部结构和基础之间设置某种隔振消能装置,来减小地震能量向上部传输的影响,因而实现减小上部结构振动。

基础隔振能实现降低结构的振动频率,这主要用于短周期的中低层建筑与刚性结构,因为隔振只对高频地震波有作用,所以不适用于高层建筑。

(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
主动控制的工作原理是传感器监测结构的动力响应与外部激励,并将监测的信息传入计算机内,计算机再根据指定的算法来施加相应的力的大小。

最后,根据外部能源驱动来控制系统产生所需的力。

它还需要外部能源的结构控制技术,还通过施加和振动方向相反的控制力来控制结构。

闭环控制的工作原理是传感器只测量结构响应的信号;开环控制的工作原理是传感器仅测量外部激励的信号。

闭-开环控制
是传感器同时测量结构响应和外部激励的信号。

控制力型和结构性能可变型是主动控制中的两种类型。

(1)控制力型。

控制力型的特点是通过采取能检测结构和外干扰振动的传感器,把传感器获取的信号当作控制振动的控制信号,利用作动器向结构随时施加控制力,实现及时控制结构的动力反应目的。

控制装置基本是由仪器测量系统、控制系统、动力驱动系统等构成。

目前,研究开发的控制力型主动控制装置主要有:主动质量阻尼系统、主动拉索系统、主动支撑系统、主动空气动力挡风板系统、气体脉冲发生器系统等。

(2)结构性能可变型。

结构性能可变型是通过控制机构来主动调节结构内部的参数,使结构参数达到最优状态,所需的外部能量比控制力型小得多。

和控制力型主动控制相比,结构性能可变型主动控制比较容易实施并且也更经济,而控制效果又和控制力型主动控制相近,所以结构性能可变型主动控制目前拥有很大的研究与应用价值。

结构性能可变型主动控制往往采用开关控制或称为“0-1”控制,通过开关改变控制器的工作状态,从而改变结构的动力特性。

目前,较为典型的结构性能可变型主动控制装置有:可变刚度系统、可变阻尼系统、主动调谐参数质量阻尼系统、可控(电流变或磁流变)液体阻尼器、可控摩擦式隔振系统等。

3 混合控制
混合控制是主动控制和被动控制的联合应用,使其协调起来共同工作。

这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点,它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量,又可以利用主动控制系统来保证控制效果,比单纯的主动控制能节省大量的能量,因此有着良好的工程应用价值。

目前混合控制装置主要以下儿种:(1)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)相结合的混合控制;(2)主动控制与阻尼耗能相结合的混合控制;(3)主动控制与基础隔振相结合的混合控制等。

4 有待研究的控制问题
结构控制这一课题。

近年来,受到了多个领域的学者与专家的高度重视,越来越多的控制专家投身于该研究中,在理论上取得了不少新结果,在应用上成功的例子也很多,但仍有一些问题有待进一步深人探讨。

(1)从控制器设计角度的建模与模型简化。

由于结构系统维数高,含有未建模动态特性及参数不确定性等,研究面向低阶鲁棒控制器设计的辨识方法及模型简化技术等问题是具有实际意义的,同时对于含智能材料的结构,由于材料的强非线性,对
材料与结构间的非线性相互作用的辨识也需进一步研究。

(2)结构控制中的非线性控制。

研究带有滞回环及饱和的非线性控制问题,这类问题本身在控制界有着广泛的兴趣,另外智能控制如模糊控制等在非线性结构控制中会有很好的应用前景,也值得深入探讨。

5 结构控制技术的发展展望
通过许多研究者长期的努力,尤其是在最近十几年时间里,土木工程结构控制技术全面迅速发展起来,表现出生机盎然的发展趋势。

展望结构控制技术在今后的一个时期内发展趋势将是:首先,将被动控制技术规范化、实用化。

把目前一些比较成熟和已被实际工程证实的被动控制技术,例如基础隔振、耗能吸能减振等,进行系统整理,使之逐步规范化、实用化,并编入新制订的结构设计规范中,以推动其在工程实践中的广泛应用。

目前,这方面的工作在国内外已经有了一定的进展。

其次,加强对半主动控制以及混合控制技术的实验研究和试点工程的研究,半主动控制和混合控制技术将是今后土木工程结构控制的重要发展方向,所以应该更进一步加强对它们的实验研究和试点工程的研究,来验证它们的实际控制效果和可靠性,并不断总结、完善来达到预期的实用化的要求。

即使现在的结构控制技术还没有在土木工程中得到广泛应用,但是因为结构控制技术自身所拥有的优势-“智能型”,必
将有良好的使用前景。

并且结构振动控制在高层建筑以及高耸结构较为有较为广泛的发展前景。

即使,在我国结构振动控制目前多数仅应用于高耸结构中,但随着我国高层建筑特别是超高层建筑的发展,必将给结构振动控制带来更为广阔发展空间。

因此我们有理由相信,采用结构控制技术的智能型隔振减振结构将会是不久的将来人们的现实追求。

参考文献
[1] 刘季.结构抗震抗风振动控制[R].第六届结构工程学特邀告,1997.
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