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摘要:基于土木工程减震技术及其具体运用研究,掌握结结构减震控制技术原理,得出被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制等土木工程结构减震的具体运用的方式,全面阐述土木工程减震技术及其具体运用研究重要性。
关键词:土木工程;减震技术;具体运用
引言:在传统土木工程中,主要采用弹塑性设计方式,运用结构自身的抗震性,来达到减震的效果。其实这种方式属于被动和消极的减震对策。人们对未来地震灾害无法预测和评估。要是按照传统的抗震手法,对工程进行设计,不能符合现在社会的发展需求,因为现在的工程抗震技术不具备自我调节的能力,缺乏安全性,从而会导致倒塌的现象,因为减震技术涉及范围比较广,相关人员应该对此技术进行创新[1]。
一、结构减震控制技术原理
结构减震控制通常是指,在建筑结构中某个特定位置安装某种控制装置,在结构出现震动的时候,应该对结构进行调整,从而有效的降低结构震动反应。通过采取一些控制措施和方法,减少建筑结构受到外力的影响,从而增强建筑结构的稳定性,保证建筑结构的安全性。要想减少结构地震的影响,需要从动力学角度进行思考。
结合目前的情况进行分析,考虑减小建筑结构的惯性力,通过动力学原理才发展,建筑结构都有自振周期,如果获得加速度会相应的减小,这样可以通过隔震的方式,减小结构惯性力。通过建筑结构上增加阻尼的方式,把地震的作用转移到阻尼上,这样能够降低建筑结构所承担的地震作用。同时还可以增加构建,用这些构件的塑性变形,对一部分的能量进行消耗,从而保住建筑整体结构。可以考虑在建筑结构上附加一个符合自身频率的付加质量块,降低建筑结构的震动性,从而达到结构减震目的[2]。
二、土木工程结构减震的具体运用
(一)被动控制
被动控制通常是指安装减震和隔震装置,消耗振动能量,阻止振动在建筑结构中的传播,构造简单,造价成本比较低,方便工作人员的维护,在工作的过程中,不需要外部能源的支持,在土木工程结构减震中,受到广泛的应用。
1.耗能减震通常是指在建筑结构中,把一些支撑构件等设计成耗能部件,在建筑结构某个部位,连接处、节点处设置阻尼器、耗能部件就会进入非弹性状态,保证主体结构的安全性。因为耗能装置各有不同,耗能减震也是可以分为不同体系,一种为耗能结构减震体系,另一种是阻尼耗能减震体系。耗能结构减震体系,是常用耗能元件,具有耗能支撑和耗能剪力墙等。阻尼器耗能减震体系,在施工中常用的是金属阻尼器。摩擦阻尼器等。耗能减震具有一定的稳定性,适用范围比较广泛,抗震性能好,经济实惠可靠等,这种方式比较适合高层建筑和超高层建筑。
2.基础隔震
基础隔震,通常是在上部结构和基础构建之间,安装设置控制机构。比如设置隔震效能装置,从而减少或者隔离地震能量向建筑物上部结构传输,减少上部结构的震动,从而避免出地震给建筑物带来的危害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基础隔离装置一定要具有特性,这个特性满足结构减震的需要。所以装置必须具有较大的变形能力,必须提供较大的阻尼,发挥重要的作用。必须有足够的初始刚度和强度。基础隔离还能够有效降低自振频率,具有非常显著的作用,这是早起研究结构减震方法,这个技术比较成熟,构造和操作比较简单,同时性能很高,耐久性,减震效果比较好,比较适合刚性结构和中低层的建筑[3]。
3.调谐减震
调谐减震主要是在建筑主体结构上,增加一种子结构的方法。在强震的作用下,将主体结构的振动进行转移。结构中的震动能量就是在原结构和附加结构之间,进行重新分配,减少振动对原结构造成的破坏。在调谐减震的过程中,通常使用调谐质量阻尼器、模式质量阻尼器等相关系统进行控制,这些都是协调减震系统,有效减小地震的反应。
(二)主动控制
主动控制,主要是结合现代控制理论技术,对外部能源进行有效利用,对建筑整体结构反应实时监测。当结构受到激励震动的时候,计算出控制力,对建筑结构施加控制力,才能改变结构动力特性,减少结构震动反应速度。从而使结构在受到震动的过程中,还保持原始的状态,避免对建筑结构损坏。主动控制是由三个部门组成,分别为传感器、控制器和作动器,传感器的功能主要能够对振动进行测量,反应地震的实际情况。控制器,就是对传感器所得到的相关信息,进行有效处理,作动器可以产生控制力,由外部能量的支持。科学技术的发展,主动控制能够很好的应用现代控制理论和研究成果。在主动控制的过程中,作动器的控制力能够连续变化,因此具有非常广的控制频率,不会受到外部的影响,对振动进行良好控制,
(三)半主动控制
半主动控制通常是把少量的外部能源输入,提供控制力。通过控制装置对结构的刚度进行改变,改变阻尼等相关参数。半主动控制属于参数控制,在控制的过程中,主要是依赖于反应信息或外干扰信息。半主动控制装置不能够同时对位移和速度进行控制。通常只控制速度。常见的半主动控制系统能够有效调节参数质量阻尼系统。这种方法的装置具有很大优点,不仅经济实惠,系统可靠等,在土木工程建筑结构减震中广泛的应用。
(四)混合控制
混合控制就是把主动控制和被动控制相结合,在建筑结构减震中,同时应用主动控制和被动控制。因为两种控制,各自有独特的优点,能够发挥最理想的作用。从而弥补单一的控制方法。只需要输入小功率,就能够直接提供控制力,控制效果非常明显,对调谐范围进行扩大。从而大大提升稳定性、实用性和安全性等。
结语
总而言之,结构减震控制是一项非常复杂的技术工程。通常在土木工程中,要想提高建筑结构的抗震性,应该应用结构减震控制技术。这样才能够减小对地震反应,对建筑及周围环境造成严重危害,在未来发展中,具有明显的发展趋势。随着结构减震技术不断发展,降低减震控制系统的造价,土木工程减震结构建筑的经济效益不断提高。所以,在土木工程建设中,结构减震技术和方法受到广泛的应用和发展。
参考文献
[1]吕友谊.土木工程减震技术的应用与问题研究[J].民营科技,2018(04):123.
[2]邢启民.地基基础加固及结构减震技术探究[J].城市建设理论研究(电子版), 2016(25):76-77.
[3]路立娜.浅述土木工程减震技术及其应用[J].中国新技术新产品,2015(04): 96-97.
论文作者:应伟群
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签:结构论文; 建筑结构论文; 土木工程论文; 技术论文; 主动论文; 阻尼论文; 控制力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;