内蒙古科技大学 内蒙古包头市 014010
摘要：传统土木工程中的结构减震主要借助弹塑性设计手段，依托加强结构自身的抗震性能以达到减震的目的，这种方式显然存在一定的被动、消极性特征。结构减震控制作为一门新兴学科，其旨在借助相应的控制手段，缓解及抑制结构在强风、地震等动力荷载下的动力反应，提升结构的动力稳定性，以满足结构的适用性、安全性等要求。由此可见，对土木工程结构减震控制技术开展研究，有着十分重要的现实意义。
关键词：土木工程；结构减震控制技术；应用要点
引言
抗震设计主要是针对地震事故产生的危害，部分房屋建筑的整体结构性能较差，在发生自然灾害的时候，难以抵抗。地震事故的产生会使得房屋倒塌，不仅会损毁房屋建筑，还会给住户带来较大的安全隐患。一旦住户被地震事故影响，则不仅会失去房屋、财产，还会造成身心上的伤害。这种灾害往往是致命的，会给予人们生活和心灵上的打击。而要解决这些问题，就需要降低地震灾害带来的负面影响。土木工程工程设计施工人员就需要以土木工程抗震性能作为基础，增强土木工程结构设计的抗震性能，从实际上增强建筑工程的抗震能力。这样能够防止地震灾害带来较大的影响，给予人们一定的安全保障。
1影响土木工程抗震性能的因素
1.1建设场地的选择
在开展土木工程建设施工之前，需要明确土木工程抗震性能保障的内容。在进行结构设计时，设计人员需要合理选择场地，否则会导致工程建设施工质量达不到要求。首先，设计人员需要对场地的地基情况进行检查，使得工程建设施工有一个良好的根基作为基础。在对地基进行检查时，主要需要对地基的平稳性进行确定。由于部分土木工程建筑受到地震影响导致毁坏的原因是地基部分不稳定，因此，在选择场地的过程中，需要保证地基的稳定性，降低房屋受到地震影响而倒塌的可能。在发生地震时，通常会在建筑物的周边出现断层或者滑坡现象，这种现象的产生会使得土木工程的抗震性能不足。因此，在选择场地时，需要选择开阔平坦的区域，使得建筑物的抗震性能得到提高。
1.2材料选用及结构体系设计
在开展土木工程结构设计工作的过程中，需要明确建筑材料的重要性，并且做好相关的结构体系设计工作，使得抗震性能得到保障。就我国目前的土木工程建筑施工来说，大多数施工单位都会使用钢筋混凝土结构开展体系设计。但是这种结构在实际应用过程中经常会产生侧移或者弯曲现象，会使得抗震性能降低。因此，在开展结构体系设计工作的过程中，就需要对材料进行合理的选择。虽然钢筋混凝土在我国大范围使用，但还是无法保证土木工程建设施工质量，甚至会使得抗震性能无法得到有力的保障。因此，需要结合实际情况考虑利用钢结构及型钢混凝土结构开展体系设计，使得土木工程的抗震性能得到保障。
2结构减震控制技术在土木工程中的应用要点
2.1被动控制在土木工程中的应用
被动控制在土木工程中的应用主要包括三种类型：基础隔震体系、耗能减震体系以及协调减震系统等。其中，基础隔震体系是选取相关隔震消设备安装于上部结构与基础之间，使地震能量向上部的输入实现降低，进而收获上部结构振动降低的成效。基础隔震土木工程中的应用，可显著缩减结构自振频率，适用于短周期的中低层建筑及刚性结构。因为隔震只可对高频地震波发挥作用，所以该项控制技术不适用于高层建筑。对于耗能减震体系而言，耗能剪力墙、耗能支撑等是较为常用的耗能元件，另外，摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器及黏弹性阻尼器等则是较为常用的阻尼器。对于协调减震系统而言，应用相对较多的协调减震系统包括有液压质量振动控制系统、调谐质量阻尼器及协调液体阻尼器等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以调谐质量阻尼器为例，其属于一种小型的振动系统，主要由质量块、阻尼器及弹簧等组成。控制结构振动的机制为：调谐质量阻尼器置入原结构体系后，动力性能会出现转变，等到原结构在动力作用下产生距离振动后，因为调谐质量阻尼器质量块产生惯性作用，进而对原结构产生一个反作用力，如此一来，阻尼同样会产生耗能作用。
2.2主动控制技术体系
主动控制技术体系充分利用到了外部能源，在考量结构受到激励振动的过程中对结构施加控制力一改变它的结构动力特性，以达到快速见效结构振动反应的目的。主动控制结合传感器监测结构与实时控制力以改变输入地震波，在控制振动效果方面要优于被动控制。1989年日本所建成的世界上第一幢采用了AMD系统的11层办公楼京桥成和大厦就主要结合了这种主动控制技术，它对风振与中等地震具有良好的应付能力，其最下方6层都采用了1：4的钢框架模型顶层设置，配合AMD系统实现了对地震的主动控制过程。
2.3半主动控制在土木工程中的应用
半主动控制在土木工程中的应用，主要包括两种类型：主动变阻尼控制系统、主动变刚度控制系统。其中，对于主动变刚度控制系统而言，其经由控制装置使得受控结构的阻尼可于每一采样周期内获取各种阻尼状态之间以展开切换，进一步达到减震的目的。对于主动变阻尼控制系统而言，其经由主动变刚度控制装置，以促使受控结构刚度可于每一采样周期内结合外荷载频谱特性，而于各种刚度值之间展开切换，如此一来，其能够使受控结构于每一采样周期内均可远离共振状态，进一步达到减震的目的。显而易见，半主动控制技术吸收被动控制技术、主动控制技术的优点，可结合结构反应与外界的干扰状态来实现对工程结构的调节。值得一提的是，该项控制技术要求通过电池输出的能量来对控制设施进行操作，如此便可有效弥补主动控制在大地震到来时难以获取能量支持的不足。半主动控制所应用的控制设施不仅经济而且可靠，正是凭借其所具备的一系列优点，使得半主动控制在当前全球范围内的土木工程结构减震控制中得到广泛推广。
2.4根据设防烈度地震动参数设计构件的承载能力
在我国，小震不坏、中震可修和大震不倒这一原则从颁布以来到现在已经经受长期考验，相较于欧美日等发达国家，在内容上基本相同。但也有以下不同点：发达国家将中震条件下的地震动参数作为依据，设计构件实际承载能力，而我国将小震作为承载能力的设计依据。
（1）充分学习并掌握发达国家在抗震设计方面的理论知识、工程经验和措施方法，是不断提高我国抗震设计整体水平的重要途径。对构件承载能力有直接影响的因素包括：①地震作用；②材料强度；③安全系数。尽管不同国家有不同的做法，而且不同做法也有不同的特点，但因在地震作用的设计取值过程中存在明显差别，所以交流、对比是难以进行的。
（2）和欧美日结构抗震基本原则相似，我国同样将中震视为设防的主要目标，而却使用小震设计构件的实际承载能力，同时考虑所有和抗震有一定关系的系数。这样一来，不仅地震作用的取值相对较小，而且调整系数类型很多，从设计人员角度讲，无法对结构整体与关键构件施以正确、直观的把握。
结束语
总而言之，结构减震控制技术在土木工程中还有待进一步推广，相关人员要不断研究、总结经验，提高对结构减震控制技术内涵特征的有效认识，推进结构减震控制技术在土木工程中的科学合理应用，进一步促进结构减震控制技术的有序健康发展。
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论文作者: 薛鸿杰
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第20期
论文发表时间:2018/10/10
标签：结构论文; 土木工程论文; 主动论文; 技术论文; 阻尼论文; 性能论文; 体系论文; 《建筑模拟》2018年第20期论文;