建筑结构的隔震、减振和振动控制

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1、建筑结构的隔震、减振和振动控制刘振洪海门市轻工建筑安装工程有限责任公司【摘要】我国属于地震频发的国家之一，唐山大地震、汶川大地震造成了巨大的经济损失和人员伤亡，新建楼房需采用防震性能好的建筑材料和方法，提高建筑结构隔震、减振性能，建筑结构的稳定性很大程度上取决于楼房的隔震、减振能力。文章首先分析了隔震、减振的原理，介绍了相关的技术，并探讨了建筑结构隔震、减振控制应用与趋势，为建筑结构隔震、减振和振动控制提供参考与借鉴。【关键词】建筑结构；隔震；振动控制；类型；研究近年来，人们的安全意识逐步增强，对建筑质量的要求越来越高，建筑结构隔震、减振与振动控制应用越来越多，实践中也取

2、得了很大的进步。为了最大最大程度上降低震动给建筑带来的损害，应从材料、结构和地形等多个方面进行分析［1］。文章在对建筑结构隔震、减振原理介绍的基础上，探讨了各种技术应用和发展。一、建筑结构的隔震、减振原理传统建筑结构设计中，通常以“大震震不倒，设防烈度可修，小震震不坏“为建筑防震设计的标准。但一般而言，建筑结构主要依靠结构吸收变形，来消减地震造成破坏的力量。根据设防标准设计建筑结构，对于中小型地震，可通过变形设计抵消地震破坏力量，此方法具有可行性，而遇到大地震，则无法确保建筑结构的安全。这也是专家工程师研究新结构设计的根木原因所在。（一）隔震原理建筑结构防震系统通常是在隔

3、震层设计的，其将建筑结构分为下部结构、隔震层和上部结构3部分。此种结构设计可降低地震破坏力，将下部结构力量传到隔震层，并经隔震层后的抗震装备，消耗和吸收掉大部分的破坏能量，并将另外一小部分能量转移至上部结构［2】。在设计建筑结构中隔层时，需对上部结构做出一定改变，以应对可能由地震而引起的一系列反应，确保建筑上部结构遭遇强烈地震时处于弹性状态，不至于被破坏。（二）减振原理耗能减震结构是指建筑结构抗侧力装置，经过奋效耗能部件设置进一步实现减振。在建筑结构遭受地震侵袭吋，耗能装置与部件可产生弹塑性，通过产生变形来吸收、消耗地震所带来的巨大能量波，使其不能造成巨大的破坏，从而达到

4、有效控震、减振的0标［3】。减振原理与隔震原理恰好相反，也是抗震技术的重大突破之一。在建筑结构中，隔震、减振技术主要座用于被动减震，属于消能构件减震体系。这一结构体系非承重构件属于消能装置结构减震体系，一般包括摩擦耗能支撑、耗能较差支撑、消能支撑，以及耗能偏心支撑、耗能隔撑等。消能剪力墙包括竖缝消能剪力墙、周边缝消能剪力墙和横缝消能剪力墙。在遭遇较强地震时，建筑结构部位会发生较大宾星，此部位的阻尼器可发挥重要的消能作用。主动控制减震体系是指利用外部能源，兼冇主动控制和被动控制两种优点。其中，主动控制效果，是通过较小的电能来调节和改变结构性能，减少地震破坏，适用于改善工程结

5、构的抗震设防。混合控制是被动控制与主动控制相结合的一种控制形式，采用复合控制方法所以称之为复合控制，一般常用的形式是HMS。三种控制方式在使用中，均需实时观测结构反应，实时分析与反馈控制，由于系统结构负责，因此在推广应用上收到了诸多现实，而增加了结构阻尼、防止共振的被动控制技术，在工程中得到了广泛应用。二、建筑结构振动控制技术分析传统建筑结构抗震设计中，通常利用结构自身消耗吸收地震的巨大能量波,以实现降低地震破坏的目的。在遭遇中小地震吋，此种设计可起到良好的作用,但事实上此种设计是一种消极抵抗地震的设计。因此，积极应对地震的方法需加大研宄，通过应用结构振动的控制技术来达到

6、有效抗震的0的。0前，建筑结构振动控制技术主要包括以下几种“（*）主动控制技术主动控制技术是指借助外部能量实现减振控制S的的一种技术，通过外来振动相反控制力的施加，实现建筑结构减振控制B的。主动控制技术原理包括四点:一是监测建筑而机构外部刺激与动力响应使用传感器；二是传感器监测获取的数据均传输到计算机；三是经计算机程序定义的计算方式，准确计算出需施加的力度；四是在外部能源驱动之上，产生对系统有效的控制力度［4】。（二）混合控制技术混合控制技术是指主动控制技术和被动控制技术联合作用的技术，综合了两者的优点，通过被动装置控制消耗地震破坏力量，并且通过主动控制装置的奋效利用，确

7、保有效控制地震的效果［5］。因此，在建筑结构设计之中，混合控制技术有着良好的应用，冇着很高的应用价值。混合控制装置冇阻尼耗能装置、主控制值混合装置等。（三）被动控制技术在建筑结构振动控制中，被动控制是指不借助外力量来进行地震控制的一种控制技术，该技术一般是经过建筑结构某个空间部位，添加子系统或经过建筑结构自身构造设置一系列特殊点，有效改善建筑结构自身特性。在控制技术中，被动控制技术是研究的重点之一，并II实际应用范围也越来越广。（四）半主动控制技术对主动控制技术的利用就是半主动控制，苏是将建筑结构地震中的参数给予科学合理的自动