1、浅谈建筑结构的隔震、减振和振动控制摘要：伴随着人们物质生活水平的不断提高，建筑结构的隔振、减振和振动控制逐渐成了人们对建筑物的主要质量要求。因为，我国的整体地质条件是相当复杂的，并且有很多地震多发区，加之近些年来，地震发生的概率更是加大，这就对建筑结构的安全性和稳定性提出了更高的要求，尤其是对建筑结构的隔震、减振和振动控制方面。基于此，本文将对建筑结构的隔震、减振和振动控制进行简要的探讨。 关键词：建筑结构；隔震；减振；振动控制 自我国的建筑行业存在以来，建筑结构的安全性和稳定性始终就是施工建筑中的首要要求。这不仅是保证人民生命财产安全的必然要求，同时也是降低经济损失、促进我国建筑行业发展的有
2、效途径。地震是影响建筑结构的安全性和稳定性的主要威胁，因此，在建筑结构中进行隔震、减振和振动控制的设计是极其重要的，也是在整个施工过程中应该全面贯彻的重要施工方向。 一、隔震与消能减振简述 结构变形吸收是建筑结构对地震带来的能量进行消除的主要方式，也就是说，建筑结构变形吸收的能力是决定建筑应对地震强度能力高低的主要因素。在传统的建筑结构中，对于隔震与消能减振的要求是比较低的，这种建筑结构对于处理小型地震方面可能是可行的，但是一旦发生规模和强度较大的地震，这种建筑结构可谓是不堪一击的。因此，提高建筑结构隔震与消能减振的能力就成了势在必行的设计标准。 1.隔震原理 在整个建筑中，由隔震层将建筑分为
3、三部分结构，即上部、隔震层和下部。这是保证地震产生的能量能够经过下部结构隔震层上部结构的层层消除之后，将能量降低到最小的有效措施。因为地震能量由下部结构传播到隔震层的过程中会消耗一部分的能量，而隔震层主要的功能就是为了消耗地震能量，这一结构能够将大部分的地震能量消除，再由隔震层将地震能量传播到上部结构时，仅会剩余小部分能量。隔震层的设计，使上部结构的周期发生了改变，有效的控制了地震能量给上部结构带来的影响，大大增加了上部结构应对地震能量的弹性，甚至对于隔震层强度较大的建筑，地震能量只会对建筑产生很小的影响，使建筑仍旧维持在自然弹塑性变形的初期状态1。 2.消能减振原理 所谓的消能减振，是指在建
4、筑结构中放置能够有效消耗地震能量的元件，并通过这些元件的设置来降低地震能量。这种消能减振的原理能够通过产生弹塑性来对建筑变形进行控制，将地震带来的能量降到最低，对建筑结构进行保护，保证建筑结构的安全性和稳定性。这种建筑结构的消能减振原理是一种比较“柔性”的设计方式，但是能够对地震产生的强大能量进行消减，是一种“以柔克刚”的建筑结构设计方式2。 二、振动控制技术简析 在以往的建筑结构设计中，主要是通过建筑结构自身来完成对地震能量的消减工作。这种设计方式是不合理的，建筑结构自身在消耗地震能量的同时，必然会对自身造成很大的影响，是以伤害自身为代价来对振动进行控制的一种方法，存在很大的不稳定性。而科学
5、的消能减振技术是利用先进的振动控制技术来进行对地震能量的消除的，这种方法同传统的消能减振方法相比较而言，不是以伤害自身为代价来进行的对地震能量的消除，而是在建筑结构中设置单独的振动控制系统来完成消除地震能量的工作的，这种方式不会对建筑结构产生影响，使建筑结构能够更加稳定，在很大程度上增加了建筑结构应对地震灾害的能力。以下，将对主要的几种振动控制技术进行简要的介绍。 2.1 被动控制技术 所谓的被动控制技术，是指一种不需要借助其他的力量来完成消能减振的振动控制技术。在建筑结构中设置被动控制系统时，是将被动控制的子系统设置在建筑结构的空间，或者是设置在建筑结构本身的构件中。将被动控制子系统设置在建
6、筑结构的空间内，是一种单独存在的消能减振系统，而将其设置在建筑结构本身的构件中，能够将建筑结构的动力特性加以改变，使建筑结构的构件具有消能减振的功能3。 现阶段，被动控制技术已经逐渐被作为对建筑结构进行消能减振的主要方法，在长期的应用实践中，被动控制技术被不断的加以完善，逐渐的走向成熟，被广泛的应用于建筑结构当中。被动控制技术主要可以划分为两种类型，即基础隔震和耗能减震。基础隔震，是指在建筑结构的本身，或者是建筑物的底部设计振动控制系统，对地震能量的传播进行阻挡。而耗能减震技术，是指在建筑结构的空间内部设计振动控制系统，安装能够对地震能量进行消除的元件，以达到消除地震能量的目的4。 2.2 主
7、动控制技术 同被动控制系统相比较而言，主动控制系统是需要通过借助外部的力量来进行消能减振的。主动控制技术要在建筑结构中施加一种与地震能量方向相反的能量，同地震能量进行抵消，以此来实现消能减振的目的。 首先，应该运用传感器来计算出对建筑结构的动力响应和外部刺激系数，并且通过计算机信息技术对这些系数进行分析和处理，计算出达到能够应对地震能量所需要的施加力的大小。其次，在计算出施加力的大小之后，应该根据建筑结构自身的特点在建筑结构中进行主动控制系统的设计4。 2.3 半主动控制 所谓的半主动控制系统，是指对建筑结构所能够承载的地震参数，以控制机构来进行自动的调节的一种振动控制系统，并以这一系统来达到
8、消能减振的目的。半主动控制技术不需要很大的外部力量需求，仅仅通过蓄电池就能够实现对振动控制技术来进行控制，并且以开关来进行对振动控制系统的操控，对系统的工作状态来进行调节，使建筑结构自身的特性发生改变5。 2.4 混合控制系统 所谓的混合控制，是指将主动控制和被动控制两种控制系统联合在一起，而形成的一种控制系统整体。混合控制系统能够将主动控制系统和被动控制系统两种系统的优势同时发挥出来。一方面，能够将被动控制系统中对地震能量进行消耗的设置的作用充分的发挥出来，减少大部分的地震能量。另一方面，还能够利用主动控制系统的优势，对被动系统消能减振的作用实现来进行控制。混合控制系统是一种更加完善的消能减
9、振系统，在建筑结构中的应用能够有效的对地震能量进行消除和控制，是当前建筑结构消能减振系统中最常用的方法。 总结： 通过上文的阐述，我们能够总结出，对建筑结构进行消能减振设计是具有必要性的，不仅是保护人民生命财产安全的重要手段，同时对于我国建筑行业的发展也具有重要的意义。当前我国的隔震、减振和振动控制技术已经趋于完善，主要有主动控制技术、被动控制技术、半主动控制技术和混合控制技术为主，并且在这几种技术之中，主动控制技术的隔震、减振和振动控制的效果是最好的，但是同其他三种消能减振技术相比较，这种技术需要的外部能量也是巨大的，还需要进一步的研究和完善。 参考文献： 1 周锡元，阎维明，杨润林.建筑结构的隔振、减震和振动控制J.建筑结构学报，2012，9（16）：43-58. 2 张宇彤.建筑结构的隔振减震和振动控制分析J.山西建筑，2012，8（20）：94-105. 3 吴嘉强.浅谈建筑结构的隔振、减震和振动控制J.中国新技术新产品，2011，7（10）：67-98. 4 万骏.建筑金属结构的隔振减震和振动控制分析J.中国建筑金属结构，2013，4（23）：98-117. 5 许善彭.建筑结构的隔振、减震控制分析J.民营科技，2011，12（33）：29-44. 6 赵建新.浅谈建筑结构隔振减震技术的发展与应用J.科技致富向导，2010，9（20）：106-119.
