工程結構振動控制技術研究

陳楠

摘 要：對于建筑結構而言，發(fā)展振動控制技術并有效發(fā)展在建筑結構工程中具有避免發(fā)生天災并保證人民生命財產(chǎn)的重大意義，是保證所有主體結構工程能夠穩(wěn)定用于生產(chǎn)生活的必備條件。基于理論實踐研究，本文對控制主體建構震動的技術進行簡略分析，望大家能夠多提寶貴意見。

關鍵詞：結構工程;振動縮減;結構抗震

一、建筑結構振動控制的科研狀態(tài)

（一）客觀控制

客觀控制結構相對簡單，整體成本不高，維護非常方便。基于其獨特的技術優(yōu)勢，同時也被證明具有一定的抗震性能，已成為結構設計的熱點，并被廣泛應用于各類工程中。被動式隔震技術按目前的發(fā)展可分為基本隔震和能量吸收兩種。

（二）主觀控制

主觀控制復雜、成本高且難以維護。然而，在現(xiàn)代高層建筑工程中，采用主觀控制技術，實際的振動控制效果更好。現(xiàn)代主觀控制還采用了一些前沿技術，可以實現(xiàn)對結構振動的實時跟蹤和對未來振動的科學預測，有利于進一步改進結構設計，優(yōu)化抗震性能。

（三）主客觀結合控制

為了充分發(fā)揮其技術優(yōu)勢，必須經(jīng)過多次嘗試和操作。在日本，許多建筑結構設計都采用這種方法。在設計中，為了保證科學應用，需要調查震情，勘探地質條件，盡可能充分了解相關信息，并進一步優(yōu)化控制系統(tǒng)，才能起到良好的抗震作用。

二、對振動控制粗略分析

（一）基本材料的簡要分析

對基本材料實踐的簡要分析證明，在工程建設中遇到不同的地震反應時，不同的基本材料會產(chǎn)生不同的響應。因此，研究地基材料對抗震性能的影響具有十分重要的意義。在工程中，可以利用一些具有抗震性能的材料來處理地基，這樣可以減少地震反應，有效地減少建筑物的地震。

（二）基本隔震

做好基本隔震是減少地震波對建筑物破壞的重要手段。證實了在施工中設置基本隔震和上部結構隔震時，基本隔震裝置將發(fā)揮更大的作用，基本隔震對提高結構的整體抗震性能具有重要意義。

（三）消能

當發(fā)生高烈度地震時，消能裝置能增加結構的變形程度，與消能裝置的大面積配合，減少和吸收大量的地震能量，將其轉化為熱能并傳遞到外界，可以大大降低地震的影響。該技術具有以下優(yōu)點：1）提高了結構的安全性，消能裝置的可靠性高，能吸收和消耗相當大的地震能量，有效地保護主體結構不受破壞;2）成本低，具有一定的經(jīng)濟性，也符合當前環(huán)保要求。該裝置采用柔性材料，可有效減少工程結構所需剪力墻數(shù)量，減少配筋截面。廠房、辦公樓等均可應用，能起到理想的效果;3）維修費用相對較低，雖然安裝消能裝置也需要定期維護以保持良好的性能，但與其他裝置相比，維護費用處于較低水平。

（四）懸空防震

該技術能阻斷地震波從地面向主體結構的傳播，有效防止主體結構受到地震的破壞。幾乎所有設備結構的質量都懸浮在地面上。當?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑結構的上層會被分離，不會產(chǎn)生慣性力，能起到良好的隔震效果。該技術廣泛應用于鋼結構建筑中，更廣泛應用于大型鋼結構建筑中。隨著技術的發(fā)展，它可以分為兩部分：主框架和子結構。一般采用懸掛底座設計，主機架結構與底座分離。

三、建筑結構工程有效振動急需處理的難點

目前，國內外對結構振動控制進行了大量的相關研究，在抗震減振設計方面取得了新的突破和質的飛躍。越來越多的研究者開始關注這一領域的研究。然而，科學研究是一個循序漸進的過程，技術跨越難以脫離發(fā)展規(guī)律。在結構振動控制領域，一些看似輝煌的成果可能還不成熟，還有許多問題需要解決。比如在控制器的設計上，我們需要進一步簡化建模工程和模型;探索如何進一步降低能耗和總成本，使建筑在性能良好的基礎上簡化工程;注意各種外界因素對結構振動的影響，提高振動控制的耐久性和建筑結構的安全性;盡量與其他學科的技術成果相結合，使結構更加穩(wěn)定，使結構振動控制更加人性化和智能化。

四、混凝土建筑結構抗震加固設計方法

在建筑結構施工過程中，鋼筋混凝土結構本身具有很大的自重，特別是建筑物高度與建筑物底部柱軸力成正比關系。延性對不同的建筑構件有一定的要求。如果層高是已經(jīng)制定的，為了使構件的延性得到再高度的提升，通常會適當調整軸壓比，但必須要控制在一定的可承受值內，以免在地震烈度較高時，容易引起剪切破壞，導致建筑主體失穩(wěn)而發(fā)生坍塌。所以，必須對其加強加固設計好每一項參數(shù)。（1） 選用螺旋復合箍筋。為了保持柱的抗剪承載力，在強柱和弱梁的極限條件下設計了柱端的抗彎承載力。短柱在強剪弱彎流程不可能發(fā)生剪切破壞。通過復合螺旋箍筋，可以再次提高柱的沖切承載力，提高短柱的抗震性能。（2） 使用拆分列。與抗剪性能相比，短柱具有較強的抗彎承載力，但在地震突來時，通常在抗彎承載力尚未出現(xiàn)的情況下，由于地震引起的剪力作用已經(jīng)形成很大的破壞。因此，可以適當降低短柱的抗彎承載力，以保證其與抗剪強度相一致，從而使短柱在地震發(fā)生時能更好地保證抗彎屈服效果。為了提高構件的抗震效果和強度，節(jié)點通常沿豎向柱設計，并將柱體分離。在柱腿之間的鋼筋中設置連接鍵，進一步提高構件的抗震效果和強度。連接鍵通常使用摩擦阻尼器、隔板和貫穿間隙。

五、結語結

綜上所述，所有建筑主體的抗震設計工作關系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因此全社會應給予建筑結構工程抗震設計工作高度的重視，深入分析它的結構工程特點及它本身的抗震風險成因，加強建筑工程主體結構抗震設計原則的把握，加重關注建筑抗震設計的所有潛在風險，并且運用各種抗震設計方法，快速提高所有新時代建筑產(chǎn)物的抗震能力，有效控制所有建筑結構主體地震之后所發(fā)生的危害，保護所有人的生命財產(chǎn)和社會財產(chǎn)的安全。

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