建筑工程构造振动控制技术探讨.docx

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1、建筑工程构造振动控制技术探讨建筑工程行业一直保持着良好的发展势头。随着建筑行业快速发展，配套技术要求也在不断提高。近些年来，地震灾害时有发生，造成极大破坏，引发人们对构造抗震性能的普遍关注，相关专家学者也投入构造振动控制研究之中，并且取得一定积极成果。加强构造振动控制研究，是提高建筑抗震性能，减少地震危害性的重要工作，应保持足够重视。1构造振动控制研究现状1. 1被动控制此类技术通过改变构造某些构件的实际构造或者改变体系动力学特征、于构造某处加子系统等方式到达减振目标,技术应用无需外部能源支持。通常情况下，被动控制构造相对简单、整体造价也不高，维护也很方便。基于独特技术优势，并且也证实具有一定

2、的抗震性能，成为构造设计热点，在各类工程中有广泛应用。对于被动技术，根据当前发展情况，主要可分为根底隔振、耗能吸能减振两类。其中，根底隔振是设置隔振消能装置削减地震向地表传递的大量能量以有效降低构造振动，一般在中低层建筑中使用，高层建筑不适用。吸能减振技术是在构造节点、支撑处等位置设耗能阻尼减小构造振动。1.2主动控制此类控制技术需要外部能量供应才能发挥作用。主动控制相对复杂，并且在造价上更高，通常也难以开展维护，不过在现代高层建筑工程中，采用主动控制技术实际振动控制效果更好。现代主动控制也不断采用一些尖端技术，可以实现对构造振动的实时追踪以及对未来振动情况的科学预测，有利于进一步完善构造设计

3、，使抗震性能到达最优。细分这一类技术，有如下两种：控制力型：由主动拉索、支撑系统、阻尼系统、挡风板系统等组成，遭遇构造振动时借助外部能源对目标建筑构造施加控制力，利用感应器将收集的信息输入计算机后计算，得到所需施加的控制力，再借助外部能源功能施加控制力，减小构造振动。半主动控制型，采用参数控制方式，以小功率的能源根据实际需要调整构造动力参数有效降低构造振动。1.3混合控制可理解为主动、被动融合控制，这一控制方式设计上相对繁琐，必须多次尝试、磨合，使二者协同工作，才能发挥技术优势。在日本，很多建筑构造设计采用了这一方法。在设计时，为了确保应用科学性，需要调查现场地震情况，勘查地质条件，尽量全面了

4、解相关信息，进一步优化控制系统，才能起到良好的防震抗震作用。虽然是主动、被动技术的结合，融合了两种控制技术的优势，但造价也明显上升，国内应用不多。2振动控制技术简析2. 1地基材料经过实践研究证实，在工程建设中，使用不同的地基材料，在遭遇地震时，地震波会产生不同反应。所以，研究地基材料对抗震的影响具有重要意义。在工程中，可以针对性使用一些具有抗震性能的材料处理地基，能够减少震波反应,有效减少建筑震感。为提高建筑抗震能力，有使用粘土、砂子开展垫层施工作业的案例，也有采用糯米制作垫层的相应研究。在大量研究论证后，证实沥青材料具有良好的隔震效果。2. 2根底隔震遭遇地震波时，根底部分首先与地震波接触

5、，之后将地震波传递到建筑主体。做好根底隔振，是减少地震波对建筑危害性的重要手段。经过研究证实，在施工中，设置根底隔振、上部构造隔震，底层隔震装置发挥的作用更大，根底隔振对于提高构造整体抗震性能具有重要意义。2. 3耗能减震是在构造的层间等位置有计划的设置一些消能装置。假设遭遇的地震等级不高，建筑构造可以借助各处设置的消能装置有效维持构造弹性状态，从而降低地震负面影响，控制危害性。假设遭遇较高等级的地震，耗能减震装置可以增加构造可形变程度，与消能装置大阻尼协同作用，削减、吸收大量地震能量，转换为热能并传输到外界，可以明显降低地震影响。这一技术有以下优势：使构造安全性提高，并且耗能减震装置可靠性高

6、，可以吸收、消耗可观的地震能量，有效保护主体构造不受损坏；造价相对较低，具有一定的经济性，也符合当前环保要求。装置使用柔性材料，可有效减少工程构造所需设置的剪力墙数量，减少配筋断面；使用范围广。工厂、办公楼等等均可以应用并且可以发挥出理想效果。2.4悬挂隔震这一技术可以阻断地震波从地面上传导到主体构造，有效预防主体构造因地震受损。其装置构造几乎全部质量都悬挂于地面上，如果遭遇地震，建筑构造上层分离，出现无惯性力，可以起到良好的隔震效果。这一技术一般用于钢构造建筑，在大型钢构造建筑中应用更多。随着技术发展，也可分为主框架、子构造两大部分。一般采用悬挂子构造设计，此时主框架构造和子构造相互分离。如

7、果发生地震，地震波冲击到悬挂位置，能量会明显下降，难以传递到建筑主体，从而减少建筑构造受震后的可能性损失。3构造振动控制需要解决的问题现如今对构造振动控制已经开展了大量的相关研究，抗震、减振设计不断取得新突破，获得质的飞跃，也有更多的科研工作者对这一领域的研究保持高度关注。但是科学研究是一个循序渐进的过程，技术跨越难以超脱发展规律，构造振动控制领域一些看似光辉的成果很可能也存在一些不成熟之处，很多问题依然需要解决。例如，设计控制器，需要尝试进一步简化建模工程、模型；要探索怎样进一步降低能耗与整体造价，让建筑在具有良好性能的根底上简化工程；要注意各种外界因素对构造振动产生的影响，提高振动控制持久

8、性以及建筑构造安全性；要尝试结合其他学科技术成果,使构造振动控制迈向智能化。4案例分析某市重点建筑，主楼高度为56.6%地面以上构造13层，在两侧设16层塔楼，设有一层地下空间，计算建筑面积为141.88万m2,建筑内部采用中央空调系统。建筑构造为钢筋混凝土筒体-框架构造，构造设计抗震烈度IX度、二级分类标准以及安全等级。该建筑原构造筒壁厚度为450mm,底层框架柱截面为80OnInIX800mm,框架梁高为800mm。通过科学的抗震计算，得出原构造难以满足水平地震作用下的抗震要求；另外梁、柱配筋率过高，也影响到施工正常开展。在开展技术经济比选后，决定设置粘弹性阻尼器以提高耗能减震效果。在应用后，经过计算，证实抗震性能比原构造更高，提高了构造抗震水平。5结语构造振动控制相关研究对于建筑工程抗震、抗风等设计工作有重要意义。