浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构振动控制技术摘要：依据控制系统与外部能源、结构振动反应信息和动荷载信息之间的关系，结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
本文探讨了土木工程结构振动控制技术。
关键词：土木工程；结构；振动；控制；技术abstract: according to the control system and the external energy, structure vibration response information and dynamic load information, the relationship between the structural vibration control can be divided into passive control, active control, the semi-active control and mixed control four categories. this paper discusses the civil engineering structure vibration control technology.keywords: civil engineering; structure; vibration; control; technology中图分类号：k826.16文献标识码：a 文章编号：结构振动控制技术在机械、宇航、船舶等领域已经得到了广泛应用，而其在土工工程界引起广泛兴趣则始于1972 年美籍华裔学者yaoj.t.p(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出。
此后，结构振动控制技术得到了迅速发展，目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域，被称为土木工程的高科技领域。
一、土木工程结构振动控制的分类依据是否需要外界能源, 结构控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四类。
1、被动控制被动控制不需要提供外部能量，而通过减震、隔震装置来消耗或转移振动能量，同时阻止振动在结构中的传播，它具有构造简单、造价低、易于维护且无需外界能源支持等优点而被广泛应用。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是指利用减震控制技术将地震力转化为惯性力和摩擦力的一种工程技术。
此技术的作用是减少地震对建筑物的破坏，保护人的生命财产安全。
减震控制技术已被广泛应用于高层建筑、大型桥梁、水利工程等建筑结构领域。
本文将从减震控制技术的基本原理、减震控制技术在土木工程中的应用以及减震控制技术发展趋势等方面进行探讨。
一、减震控制技术的基本原理地震是一种能够在瞬间释放巨大能量的自然灾害，它对建筑物的破坏是非常严重的。
减震控制技术是通过采用隔震和减震技术，使建筑物对地震产生反应的能量减少，从而达到减轻地震破坏的目的。
减震控制技术的基本原理是将建筑物与地面之间的连接断开，通过将建筑物分散到不同的独立单元中，使地震力能够被吸收或者慢慢释放。
1. 隔震技术建筑物与地面之间采用特殊的隔震垫隔离开来，从而隔绝地震力的传递使其不能对建筑物结构产生危害。
隔震技术是将建筑物与地面隔开，采用特殊的隔震垫隔离，从而隔绝地震力的传递使其不能对建筑物结构产生危害。
减震技术是在建筑结构下设置一定数量的减震器或阻尼器，将地震造成的惯性力或弹性力转化为耗散力或摩擦力，从而减少其对建筑物的作用，保护建筑物的结构安全。
减震控制技术已经得到广泛的应用，也是现代土木工程领域的一个重要发展方向。
在高层建筑方面，以特高层建筑为例，采用减震技术可以有效降低地震对建筑物的破坏，从而增强建筑物的抗震能力，提高建筑物的使用安全性。
在大型桥梁工程方面，采用减震技术可以大大降低桥梁对地震作用的响应，保障桥梁的结构安全，同时提高道路的通行能力和运输效率。
此外，减震控制技术还被应用于海洋工程、水利工程等领域。
减震控制技术是土木工程中的一个重要技术领域，其未来的发展趋势是将其应用范围进一步扩大，发展出更为先进的减震材料和技术手段。
当前，一些新型的减震控制技术正在快速发展，如液压减震、半主动控制等技术，这些技术具有响应速度快、控制灵活、抗风性好等优点，将进一步提高土木工程的抗震能力。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震控制技术是一种通过改变结构系统的刚度、阻尼等参数，来降低结构在地震等外力作用下的响应，减小结构受损程度和降低人员伤亡的技术方法。
本文将从减震控制的定义、分类和应用领域等方面进行浅谈。
减震控制技术是把结构的刚度和阻尼调整到最佳状态，以减小结构在地震作用下的响应。
刚度是指结构对水平力的抗力程度，而阻尼指的是结构在振动过程中吸收和消散能量的能力。
通过调整结构的刚度和阻尼，可以使结构在地震等外力作用下产生较小的振动，从而减轻结构的破坏程度。
减震控制技术主要包括被动控制和主动控制两种方法。
被动控制是指通过加装减震装置或改变结构的刚度与阻尼，使结构在地震时发生较小的响应。
常用的被动控制装置有减震支座、摆杆等。
主动控制是指通过操控控制装置，主动地改变结构系统的刚度和阻尼等参数，以降低结构的响应。
常用的主动控制装置有液压缸、执行器等。
减震控制技术主要应用于高层建筑、大跨度桥梁、核电站、工业厂房等工程中。
高层建筑由于其结构的灵活性和高度，容易受到地震等外力的影响，因此在高层建筑中常常采用减震控制技术来降低其受力情况。
大跨度桥梁由于其结构的特殊性，一旦发生地震等灾害，会对桥梁的承载能力产生较大的影响，因此需要采用减震控制技术来保证桥梁的安全稳定。
核电站和工业厂房等工程由于其重要性和特殊性，对结构的稳定性要求较高，因此需要采用减震控制技术来保障其正常运行。
土木工程结构减震控制技术在现代建筑工程中起着重要的作用。
通过调整结构的刚度和阻尼，可以使结构在地震等外力作用下产生较小的振动，从而减轻结构的破坏程度。
减震控制技术在高层建筑、大跨度桥梁、核电站、工业厂房等工程中得到了广泛的应用，并发挥了重要的作用。
随着科技的不断进步和人们对安全性的要求不断提高，减震控制技术的研究和应用将会得到进一步的发展。
相信在不久的将来，减震控制技术将会在土木工程领域发挥更大的作用。
浅谈土木工程结构振动控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术摘要：随着我国建筑业的快速发展，土木工程结构减震控制技术也有了很大进步。
文章通过阐述结构减震控制技术的内涵特征，对结构减震控制技术在土木工程中的应用进行探讨，旨在为如何促进结构减震控制技术的有序健康发展提供一些思路。
关键词：土木工程;结构减震;控制技术引言在传统的土木工程中常常采用结构抗震方法，它利用弹塑性设计来加强结构自身抗震性能，以达到减震效果。
当然，这种传统抗震方法是不具备自我调节能力的，它的减震结构设计也无法较好满足工程整体的结构设计与施工策略。
所以说，逐渐摒弃传统技术，采用新技术开展土木工程减震技术应用还是很有必要的。
1结构减震控制技术概述土木工程中的防震体系通常设置于工程结构的底端与基础工程顶部之间，以促使上部结构与基础部分的有效分离。
依托隔震体系以对地震波形成的向上冲击力予以隔离，能够使工程结构基本周期得到延长，进一步缓解建筑物的地震反应，促使全面工程加速度向下，依托隔震系统实现对地震所形成的能量的分担，进而达到减震的目的。
结合地震反应图谱来看，加速度反应谱与周期呈负相关关系，底层建筑的刚度一般很大，因而周期变短，在发声振动过程中，其获取的加速度很大，通过应用相关手段可以延长工程结构的基本自震周期，使工程结构基频维持在地震引发高能量频段之外，依托这种方式可切实缩减建筑物传输的加速度。
2土木工程减震技术中的土木工程结构振动控制问题土木工程减震技术中对结构振动的控制效果是基于多重因素展开分析的，例如它的结构特性、环境作用或控制算法等等。
就以控制算法为例，它就涵盖了对极点的最优配置、模糊逻辑、二次型线性最优水平或对建筑发生地震后的位移速度与加速度变量观测等等。
在这些有关土木工程结构振动控制的技术影响下，人们自始至终都希望建立一套统一模型，基于它的控制性能指标来检验、评价控制系统中所存在的不同环境因素，深入探讨环境因素影响下工程结构本身的适用性及有效性问题，所以与结构振动控制体系的相关问题才会被逐一提出并得到发展。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程结构减震技术是指利用减振装置作用于建筑物结构，起到减震作用的技术。
它不仅能够有效地降低构筑物内地震加速度，而且能够降低楼层的位移，特别是对低、中、高应力的设计，具有重要意义。
土木工程结构减震技术主要包括柔性支座技术、碟形减振器技术、隔震技术、钢板介入技术、刚性钢构件技术、框架结构-减震垫层结构等，其中柔性支座技术是一种常用的技术，利用相对低滞回失稳性，来抑制建筑物振动受力，在节点处加装橡胶支座，可以有效地抗震耐久性。
碟形减振器技术是一种用于减少建筑物受到地震时的动力受力的技术，利用恒定的减震梁和碟形减振器相互作用，以旋转阻尼原理抑制结构受到的地震冲击力，有效减少建筑物内地震受力。
隔震技术是将建筑物支撑在隔震结构上，利用结构周界材料的吸能特性、局部结构的变形裂痕截止等，有效地吸收地震能量来减缓建筑物受到的地震受力。
钢板介入技术，就是在建筑物内部植入钢板元素，使其形成带有等效减震器的结构，在楼层板条的内部介入无孔的如棍的钢板，可以有效地吸收地震波能量。
刚性钢构件技术就是采用一种对象成构件，如光滑刚性钢柱、钢墩、角钢铰接等，在建筑物中插入设计结构，使受力线条、贯穿受力点及加固点错开，从而增大结构的吸能量，从而满足地震要求。
框架结构-减震垫层结构是一种利用框架结构和减震垫层结构组合使用的减震技术，在查光结构的框架上嵌入一定比例的减震垫层，利用减震垫层的弹性变形释放能量，使建筑物能够受到地震时不受太大的冲击。
总之，土木工程结构减震技术旨在通过各种减震装置，有效地减缓构筑物内地震受力，增强建筑物的抗震性能。
而减震技术也应同时综合考虑结构的力学特性、施工安装特性及其他加固特性，保证结构的安全性与经济性。
略议土木工程结构振动控制技术
略议土木工程结构振动控制技术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。
浅谈土木工程结构减震控制技术
浅谈土木工程结构减震控制技术土木工程是指以土木材料为主要材料，以地基工程为基础技术，以建筑工程和道路工程为主要内容的工程。
在地震频发的地区，土木工程结构的抗震性能显得尤为重要。
土木工程结构减震控制技术成为了一个备受关注的话题。
本文将对土木工程结构减震控制技术进行浅谈。
一、减震控制技术的重要性在地震频发地区，地震会对土木工程结构造成严重的破坏，导致人员伤亡和财产损失。
加强土木工程结构的抗震性能成为了一项重要的工作。
减震控制技术的应用可以显著减小地震对建筑结构的影响，从而降低人员伤亡和财产损失。
减震控制技术的重要性不言而喻。
1. 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是目前应用最为广泛的一种土木工程结构形式。
在抗震设计中，提高钢筋混凝土结构的抗震性能是一项重要的工作。
常见的减震控制技术包括增加横向钢筋、设置剪力墙、采用预应力混凝土等。
这些技术能够有效提高结构的抗震能力，减小地震对结构的影响。
3. 隔震结构隔震结构是一种通过隔震层将建筑主体和地基隔离的结构形式。
常见的隔震层包括橡胶隔震垫、钢丝隔震垫等。
利用隔震层可以有效减小地震对建筑结构的影响，降低地震对结构的破坏程度。
随着科技的不断发展，减震控制技术也在不断创新和完善。
未来，减震控制技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 新材料的应用随着新材料技术的不断发展，一些新型的减震材料也开始应用于土木工程结构中，如形状记忆合金、碳纤维等。
这些新型材料具有优秀的减震性能，将为土木工程结构的减震控制技术带来新的突破。
2. 智能化控制技术智能化控制技术的应用也成为了减震控制技术的一个发展趋势。
通过引入传感器和控制系统，实现对结构的实时监测和调控，能够更加有效地减小地震对结构的影响。
3. 跨学科融合在减震控制技术的发展中，跨学科融合也变得越来越重要。
将土木工程、材料科学、结构工程等学科进行融合，可以为减震控制技术的创新和发展带来新的思路和方法。
四、结语减震控制技术在土木工程结构中起着至关重要的作用。
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浅谈土木工程结构振动控制技术
摘要:土木工程结构振动控制(简称为结构控制技术)是指通过采用一些的控制手段来减轻和抑制结构因为外力荷载所造成的反应或变形。
本文通过简述土木工程几种控制技术,来解决其问题,为土木工程建筑者提供参考。
关键词:土木工程结构结构控制发展趋势
虽然结构振动控制技术已经相当的普及,在机械、宇航、船舶等领域都已经得到了广泛应用,但是在土工工程界得到认可的还是起源于1972年美籍华裔学者Yaoj.t.p,是他首次提出把结构控制应用到土木工程。
此后,结构振动控制技术在土木领域迅速发展起来。
目前,结构振动控制已成为结构工程学科中极为活跃的研究领域,因此把结构振动控制称为土木工程的高科技领域。
结构振动控制技术根据所采取的控制措施是否需要外部能源可分为主动控制、主动控制和混合控制。
以下将分别对这些控制技术予以简述。
1 被动控制
被动控制属于结构控制技术的一种,它不需要任何外部能源,通常在结构的某部位添加一个子系统,或者处理某些构件的结构体系以此来改变其结构体系动力的特性。
被动控制已得到众多科学者的广泛关注,并成为目前应用开发的热点,因为它构造简单、造价低、易于维护并且无需外部能源支持。
在实际工程中已经开始应用被动控制技术。
从控制机理上可以把被动控制分为基础隔振与耗能吸能减振。
(1)基础隔振。
基础隔振的作用是通过在上部结构和基础之间设置某种隔振消能装置,来减小地震能量向上部传输的影响,因而实现减小上部结构振动。
基础隔振能实现降低结构的振动频率,这主要用于短周期的中低层建筑与刚性结构,因为隔振只对高频地震波有作用,所以不适用于高层建筑。
(2)耗能吸能减振。
耗能吸能减振装置主要有:金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘性液体阻尼器、调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器、液压质量控制系统和质量泵等。
2 主动控制
主动控制的工作原理是传感器监测结构的动力响应与外部激励,并将监测的信息传入计算机内,计算机再根据指定的算法来施加相应的力的大小。
最后,根据外部能源驱动来控制系统产生所需的力。
它还需要外部能源的结构控制技术,还通过施加和振动方向相反的控制力来控制结构。
闭环控制的工作原理是传感器只测量结构响应的信号;开环控制的工作原理是传感器仅测量外部激励的信号。
闭-开环控制
是传感器同时测量结构响应和外部激励的信号。
控制力型和结构性能可变型是主动控制中的两种类型。
(1)控制力型。
控制力型的特点是通过采取能检测结构和外干扰振动的传感器,把传感器获取的信号当作控制振动的控制信号,利用作动器向结构随时施加控制力,实现及时控制结构的动力反应目的。
控制装置基本是由仪器测量系统、控制系统、动力驱动系统等构成。
目前,研究开发的控制力型主动控制装置主要有:主动质量阻尼系统、主动拉索系统、主动支撑系统、主动空气动力挡风板系统、气体脉冲发生器系统等。
(2)结构性能可变型。
结构性能可变型是通过控制机构来主动调节结构内部的参数,使结构参数达到最优状态,所需的外部能量比控制力型小得多。
和控制力型主动控制相比,结构性能可变型主动控制比较容易实施并且也更经济,而控制效果又和控制力型主动控制相近,所以结构性能可变型主动控制目前拥有很大的研究与应用价值。
结构性能可变型主动控制往往采用开关控制或称为“0-1”控制,通过开关改变控制器的工作状态,从而改变结构的动力特性。
目前,较为典型的结构性能可变型主动控制装置有:可变刚度系统、可变阻尼系统、主动调谐参数质量阻尼系统、可控(电流变或磁流变)液体阻尼器、可控摩擦式隔振系统等。
3 混合控制
混合控制是主动控制和被动控制的联合应用,使其协调起来共同工作。
这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点,它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量,又可以利用主动控制系统来保证控制效果,比单纯的主动控制能节省大量的能量,因此有着良好的工程应用价值。
目前混合控制装置主要以下儿种:(1)主动质量阻尼系统(AMD)与调谐质量阻尼系统(TMD)或调谐液体阻尼系统(TLD)相结合的混合控制;(2)主动控制与阻尼耗能相结合的混合控制;(3)主动控制与基础隔振相结合的混合控制等。
4 有待研究的控制问题
结构控制这一课题。
近年来,受到了多个领域的学者与专家的高度重视,越来越多的控制专家投身于该研究中,在理论上取得了不少新结果,在应用上成功的例子也很多,但仍有一些问题有待进一步深人探讨。
(1)从控制器设计角度的建模与模型简化。
由于结构系统维数高,含有未建模动态特性及参数不确定性等,研究面向低阶鲁棒控制器设计的辨识方法及模型简化技术等问题是具有实际意义的,同时对于含智能材料的结构,由于材料的强非线性,对
材料与结构间的非线性相互作用的辨识也需进一步研究。
(2)结构控制中的非线性控制。
研究带有滞回环及饱和的非线性控制问题,这类问题本身在控制界有着广泛的兴趣,另外智能控制如模糊控制等在非线性结构控制中会有很好的应用前景,也值得深入探讨。
5 结构控制技术的发展展望
通过许多研究者长期的努力,尤其是在最近十几年时间里,土木工程结构控制技术全面迅速发展起来,表现出生机盎然的发展趋势。
展望结构控制技术在今后的一个时期内发展趋势将是:首先,将被动控制技术规范化、实用化。
把目前一些比较成熟和已被实际工程证实的被动控制技术,例如基础隔振、耗能吸能减振等,进行系统整理,使之逐步规范化、实用化,并编入新制订的结构设计规范中,以推动其在工程实践中的广泛应用。
目前,这方面的工作在国内外已经有了一定的进展。
其次,加强对半主动控制以及混合控制技术的实验研究和试点工程的研究,半主动控制和混合控制技术将是今后土木工程结构控制的重要发展方向,所以应该更进一步加强对它们的实验研究和试点工程的研究,来验证它们的实际控制效果和可靠性,并不断总结、完善来达到预期的实用化的要求。
即使现在的结构控制技术还没有在土木工程中得到广泛应用,但是因为结构控制技术自身所拥有的优势-“智能型”,必
将有良好的使用前景。
并且结构振动控制在高层建筑以及高耸结构较为有较为广泛的发展前景。
即使,在我国结构振动控制目前多数仅应用于高耸结构中,但随着我国高层建筑特别是超高层建筑的发展,必将给结构振动控制带来更为广阔发展空间。
因此我们有理由相信,采用结构控制技术的智能型隔振减振结构将会是不久的将来人们的现实追求。
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