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土木工程结构振动控制技术分析

来源:用户上传      作者: 赵鹏福

  【摘要】紧跟着信息技术的进步,信号处理和采集技术以及传感技术都取得一定的发展,尤其是土木工程结构振动控制技术的研究目前已经获得一定的成功,对应的技术也在实践中得到广泛应用。本文主要阐述了土木工程结构振动控制技术的实情,并对其进行了合理的介绍。
  【关键词】土木工程;结构振动控制技术;实情
  前言
  紧跟着社会的不断进步,土木工程也得到一定的发展。同时,紧跟着科学技术的快速发展,人类抗灾的能力也越来越高。但是,依旧需要引进先进的技术,不断对设备进行创新,因为传统的防震技术的作用不大,会对人们的生命安全产生一定的威胁。当发生地震的时候,结构不能支持的时候就会产生十分严重的破坏。为此,一定要重视土木工程结构振动控制技术的不断优化创新。
  1. 土木工程结构振动控制的相关内容
  对于减振结构来说,主要是土木工程结构的抗侧力装置,通过在这个装置中装备相关的零件来促使减振目标的实现。当土木工程结构受到一定破坏的时候,相关的装置就会具备一定的弹塑性,从而能够有效的对受到破坏的时候所产生的能量进行消耗以及吸收,同时也能避免对土木工程机构产生巨大的影响,从而能够满足减振的要求。
  对于土木工程结构振动控制而言,能够有效的对地震能量进行消耗。近年,有一部分国家已经越来越重视对结构控制的研究,从而在结构层面上添加控制体系,进而能够促使两者共同抵抗动荷载。而且,能够为消耗地震能量带来一定的帮助。此外,土木工程机构振动控制能够有效的避免地震、海浪、风等对结构的影响,同时也能促使抗灾能力的提高。
  2. 土木工程结构振动控制技术的实情
  2.1 主动控制
  主动控制一定要通过外部的能量为供给的一项技术。可不可以进行反馈控制回路以及能量消耗是区别于被动控制的关键点。虽然主动控制技术维护难度大、造价费用高以及技术比较复杂,但是在高层建筑中,主动控制能够充分发挥防震的作用。在主动控制中,主要采用了最先进的结构控制技术,从而能够有效的实时预测以及追踪结构振动的实情,进而能够促使结构系统性能水平的提高。通常情况下,主动控制技术主要包括半主动控制型以及控制力型这两种。
  结构主动控制主要是运用外部能量在结构振动的时候为结构增加一个控制力,同时,要凭借传感器来检测,并把所得到的信息传入到计算机中,此时,计算机能够按照设置好的公式计算出应施加的力的实情情况。然后就通过外部能源,为结构施加相对应的控制力,最终能够促使结构振动减小。因为主动控制的控制力能够自主进行控制,为此,主动控制要比被动控制的防振程度更加高。
  控制力型的主动控制主要包含了主动空气动力挡风板系统、主动支撑系统以及主动拉索系统等。而半主动控制是参数控制的重要内容,其优缺点主要都是位于控制力型以及被动控制两者间。半主动控制主要通过外部信息以及结构的实情,采用功率最小的能源来对结构的参数进行调整的,从而能够促使结构振动的减少。和控制力型对比,半主动控制所需要的能量比较小,而且其维修难度也不大,可见,半主动控制的价值更加的大。
  2.2 被动控制
  被动系统主要是在结构中添加一个子系统或者是改变结构一部分的构件,从而能够促使减振目标实现的一项不需要依靠外部能源的技术。因为被动控制的结构不复杂、维护难度不打而且造价比较低,当前,结构设计已经广泛应用该技术。其中,被动控制主要有耗能吸能减振技术以及基础隔振技术。
  基础隔振技术是在结构中添加隔振效能装置的一项技术,主要是凭借促使地震时所产生能力的减少来促使结构振动的减少。基础隔振能够有效的促使结构振动频率的降低,为此十分适合低层建筑,但是因为隔振指示适用于高频率的地震波,为此,不能在高层建筑中使用。
  吸能减振主要是凭借附加子结构来促使结构振动的以为,从而能够促使能量的分配发生改变,最终能够促使结构振动的减少。耗能减振主要是通过在结构的相关部位设置耗能阻尼机构,从而能够为结构施加一定的控制力,最终能够有效的促使结构振动的减少。对于吸能减振以及耗能减振装置而言,主要包括了液压质量控制系统、金属屈服阻尼器、粘性液体阻器等。
  2.3 混合控制
  混合控制融合了多种控制手段,其发展前景十分广阔,而且控制效果也十分好。混合控制是主动控制和被动控制的结合,混合控制不仅可以有效的控制系统,保证控制的效果,同时也能凭借被动控制体系来促使振动能量的消耗,可见,混合控制充分的运用了主动控制以及被动控制的优点,有效的协调两者共同工作,同时,混合控制要比主动控制耗费更少的能量,为此,其在土木工程中所发挥的作用很大。优良的混合控制方案主要是把两种被动控制最为保护装置,而主动控制系统主要是作为抗震的主要元件,同时也是当结构受到破坏后最重要的防线,而对于被动控制而言,主要是降低被动控制系统的纤维,同时也能为被动控制提供一定的能源。
  2.4 结构控制需要解决的问题
  经过多次的研究,结构的减振设计已经取得一定的进步,同时也越来越受到有关领域研究工作者的重视。但是,科学研究并不是一个短暂的过程,而是需要长远进行研究的一个过程。在土木工程结构振动控制领域中虽然取得一定的成就,但依然有一部分的技术存在一定的缺陷。比如,造价以及能耗的降低能够不降低工程的安全性、抗震防护体系的计算方法的完善等。可见,结构控制技术是与人们的生命财产安全密切相关的,为此,一定要加大对土木工程结构振动控制技术的研究力度。
  2.5 发展趋势
  紧跟着我国经济的不断进步,土木工程结构控制技术也在不断发展,就实际情况而言,规范化以及实用化的被动控制技术是必然的发展趋势。有效的对基础隔振以及吸能减振进行科学的处理,并将其添加到心的结构设计中,从而能够促使结构振动控制技术得到普遍的使用,此外,也要加强对半主动控制以及混合控制的研究。因为这些研究是土木工程结构控制未来的发展趋势,为此,一定要促使其稳定性的提高,并要逐步满足实用化的要求,逐渐加强对其的试点工程的研究。虽然土木工程广泛的运用了结构控制技术,但是土木工程也具备着不容忽视的优势,因此,其前景是不可估量的。
  3. 结语
  综上所述,一定要加大对土木工程结构振动控制技术的研究,从而能够不断满足社会的发展要求。同时,对于当前的结构振动控制而言,一定要加大对稳定性高、能耗少、造价低的控制装置进行研究,从而能够推动结构振动控制技术在相关的领域中得到广泛的应用。
  参考文献:
  [1] 史 云 . 论土木工程结构振动控制的研究进展[J].民营科技.2012,06:16
  [2] 陈玉妹.关于土木工程结构振动控制技术的探讨[J].门窗,2014, 11: 140.
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