摘要：随着经济的快速发展和城市化进程的持续加快，在中国的土木工程建设项目也是越来越多，其更是越来越大的规模。人类面临的关键自然灾害之一是地震灾害，它的产生具备突发性、随机性，并且会对人民的生命财产安全形成了非常大的威胁。面对地震这一人类不能逃避的自然灾害，我们唯一可以做的就是提升建筑物的抗震能力。文章主要分析了土木工程结构减震控制技术，希望对以后有关项目的研究提供借鉴。
关键词：结构减震控制；技术；土木工程
引言：
随着土木工程建筑高度的持续增加与大量应用的轻质高强材料，高层建筑的刚度越来越低，对地震也愈来愈敏感。传统的单纯通过增加构造刚度的抗震技术显然已经不再适应要求，取而代之的是结构减震控制方法。减震控制方法关键是应用隔震、耗能、施加外力和调整结构动力特点这些方法来使结构地震反应消减，然后能够确保结构其自身的安全。与传统结构抗震设计方法对比来说，具有着安全可靠、行之有效、节省经济和适用区域广的优势是在土木项目之中防灾减灾特别积极有效的方法和技术。
1.隔震控制技术的基本原理
结构减震控制指的是在建筑结构的某个特定位置设置某种控制装置、机构或种子结构，当构造发生振动的过程中，主动或液压质量振动被动的施加外力来转变或调整结构的动力作用或动力特点，然后使结构的振动反应有效的降低，其最后目的就是经过使用一系列控制措施与方法，使建筑结构在地震等强动力荷载下的反应降低，让建筑结构的稳定功能加强，为建筑构造的安全性提供保证。由地震反应我们认识到，随着周期的持续加大，就会渐渐的缩小其加速度的反应谱，通常低层建筑的刚度是相对大的，因此其周期是相对短的，在地震的过程中其加速度是比较大的，因此如果我们使用一个相应的措施加大了其延长结构基本的自振周期，让其远离场地的卓越周期，让结构的基频一直处于一个地震能量高的频段之外，就能够使其建筑物的输入加速度有效地降低。
2.土木工程结构减震的控制方法
2.1被动控制
所谓的被动控制方法，就是不用提供外部能量，而是经过减震和隔震装置来让振动能量消耗，而且阻止振动在构造之中的传播。这种方法由于其具备简单的构造、低廉的造价、容易维护和不需要外界能源支持等优势而被普遍运用。被动控制关键是实施基础隔震与耗能减震。基础隔震就是水平柔性层设置在上部构造和基础之间，然后延长结构侧向振动的基本周期，然后使水平地震地面运动对上部构造的作用减小。基础隔震的研究重点是研究开发出功能卓越而且低廉价格的隔震装置。叠层橡胶支座隔震的方法早在二十世纪七十年代末就提出了，自此技术以后，构造基础隔震的发展开启了黄金时期。在以后发展的时候，运用普遍的隔震装置先后开发出一批，例如夹层橡胶垫隔震装置、铅塞滞变阻尼器隔震装置等。在当前，已经比较普遍的应用基础隔震，分析隔震构造、设计方法也越来越成熟。从世界区域来看，已经完成了有非常多的隔震建筑和桥梁建设，在现实的地震经历当中，这些项目都表现出了优良的减震效果。耗能减震则是构造中设置非结构构件的耗能元件，其减震原理是这样的：在构造振动的作用以前，耗能元件能够被动地往复比较变形或者在耗能元件之间形成往复运动的相对速度，经过这个形式可以消散构造振动的能量，然后使结构的动力反应减轻。现在，已经研究发展起来的耗能装置一般有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器和复合型耗能器等等。结构耗能减震从某个方面上而言，是可以经得住地震的考验的。中国当前就有几十余座新建或者加固的被动耗能减震建筑，比如上海的明珠电视塔和珠海的金山大厦都是使用耗能减震技术的例子。
2.2主动控制
在土木工程结构减震中主动控制技术关键应用主动质量阻尼器、主动支撑体系与主动拉索体系三大技术。主动控制是指在构造上运用外部能源，在项目结构遭受强烈振动时，向结构施加相关的辅助动力，然后完成减小振动反应的过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在由作动器、传感器与控制器三部件组成的主动控制体系中，它可以完成即时的改变控制力输出方向，然后确保项目结构的稳定。主动控制技术又依据检验结构响应与外部刺激划分为开环控制体系、闭环控制体系和开―闭环控制体系。
2.3半主动控制
半主动控制关键是应用部分外部能量或者是不需要外部能量，还能够通过对控制体系之中结构参数它的实时调整来控制构造动力的反应。既有被动控制体系的可靠性同时又间距主动控制体系的强适应性，同时造价相对合适，所以在在未来的应用上具备比较广阔的发展前途。
半主动控制关键包含有主动变刚度控制体系和主动变阻尼控制体系。主动变刚度系统关键是通过主动变刚度控制装置来让受控构造的刚度在每一个采样周期之内根据外荷载的频谱特点而在不一样的刚度值之间实施切换，这样则能够让受控结构在每一采样周期之内都能够远离共振状态，完成减振的目的。在上个世纪末日本第一次在研究所的一栋三层钢结构办公楼之上安装了主动变刚度控制体系，通过实际证明这建筑经受住了中小地震的检验，同时也显示出了相对好的控制效果。主动变阻尼控制体系则是经过控制装置来让受控结构的阻尼能够在在每一采样周期之内得到不同的阻尼状态之间来实施切换，这样就能够达到减震的目的。
半主动控制这种方法结合了被动控制构造和主动控制结构的优势，能够依据构造的反应与外界的干扰动态来控制结构，然而需要由电池供应的能量则能够操作控制设施，这样则就有效防止主动控制在大地震来临之时不能办得到能量支持的劣势。半自动控制需要的控制设施经济和可靠，对于维护的要求不高，这也是现阶段在世界区域之内广泛被业界所接受的土木工程结构减震的控制技术。
2.4混合控制
混合控制是把主动控制与被动控制联合起来运用，就是把主动控制与被动控制同时运用于相同建筑结构减震中，能够充分发挥出主动控制与被动控制两种方法的优点，弥补了单一控制技术的制约与不足，只需要输入小功率的能量就可以直接提供控制力，控制效果特别明显，调谐区域获得扩大，结构抗震体系的稳定性、实用性与安全性大大提高。
3.结构减震控制的最新研究和未来发展趋势
从土木项目的结构减震的控制技术的发展状况来看，在耗能减震和基础隔震方面的研究是相对多的，而且方法与理论是相对成熟的，已经在大多数的实际项目之中来有效地加以运用，以后将向更加实用化和标准化的方向发展。地震波的频谱特点和被动调谐质量减震装置的减震效果严密相连，对于不一样的地震波表现出来的是一个相对大的离散性，其减震的效果是相对大的差别。
4.结语
地震灾害具备突发性、随机性、难预测、危害性大的特征，是人类面临的关键自然灾害之一。随着土木工程建筑高度的持续增加和轻质材料的普遍运用，大大的降低了建筑物的刚度，很难抵抗突如其来的地震灾害。结构减震控制技术是一门科学性与技术性非常强的运用科学，在结构设计中运用减震控制技术，可以非常好地减小地震反应然后使抗震等级降低，同时建筑物的总造价增大不多。此外，随着结构减震技术的发展，减震体系造价持续减低，减震房屋的经济效益会愈来愈突现。结构减震技术代表着未来抗震技术的发展方向，值得大力推广使用。
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[4]刘勇，尹邦信.结构减震控制技术在土木工程中的应用[J].山西建筑，2006，13：7-8.
论文作者:郭训礼
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/21
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