结构振动控制

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1、结构振动控制林均峡王云剑国家地震局工程力学所”,土木工程结构受到外部传来的荷载控制国际会议全面展示了这方面的研、,。。如地震风和海浪等作用会产生振动究成果会议认为将现代控制理论用于,,对工程结构本身来说这些振动是非常有土木工程对控制结构的振动有极好的效,。害的它使得结构的寿命缩短并导致结果年在日本召开的第九届世界地震,,,构的破坏使居住者产生不舒适感增加工程会议上结构振动控制方面的文章分。,,维护的工作量以及增加建筑投资等等因为四个专题共有八十余篇研究的范围,,,此必须将这些振动尽量减小甚至消包括了结构控制的各个方面这是以前几。。除这样就需要对结构的振动进

2、行有效的届所没有的。控制外部荷载引起结构振动的全过程是,结构控制的概念的提出至今还不到二由振源产生振动通过传播途径传递到结,。,,十年但这方面的发展是很快的国际理构上筋而引起结构的振动反应对不同。论和应用力学协会于年和年分别的部分进行控制就形成不同的控制方法“。两次在加拿大召开第一和第二届结构见图所示隔振·阻尼减振吸振图梢振是,,通过减弱振源振动强度而达到隔振是通过隔离层将振源与结构隔开·。、撼切结构振动的方法如对机械振动来目的在于减小和改变振源对结构的作用强,,说源是明确的可以采用消振的,以碑殉张度和方式此来达到减小结构振动的目。,方法而土木工程所遇到的

3、外载一般是。,的隔振是工程减振研究最早应用最广犷,,。,地震和风等荷载因其振源是不确定的泛的技术吸振是通过附加的子系统使结。月前还没有什么有效的方法来进行消振构的振动发生转移,也就是使结构的振动,能盘在结构与子系统之间重新分配从而因此必须有复位装置使结构在振动后能。。达到控制结构振动的目的阻尼减振是采恢复到原位,用附加子系统以消耗结构的能量为目的橡胶垫隔振。,的减振手段这种技术能降低结构在共橡胶垫隔振是用橡胶扣薄诩厅组成。振区的反应和宽频带随机激励响应的均方层状橡咬垫块做隔振装置橡胶垫的竖向。,,,值提供阻尼的方式有两种非材料阻尼刚度比长大而水平刚度比较小

4、因此只。如阻尼器和材料阻尼如粘弹性阻尼能隔落火平地震动的作用用于工程隔振,。,,材材复合材料等的橡咬经处理后具有很大的阻尼橡胶,,结构控制系戈根据是否需要外部能的剪切刚度称应变呈非线性特性小应变,。,源又可分为需要外部能源的主动控制和时抵抗风载有利在大应变时橡胶刚。,,不需要外部能源的坡动控制度下降使结构的自振周期变长可减小。‘结构的反应这种隔振措施简单场行己。、广泛用于许多实际工程一被动控制。钢滞变阻尼器隔振,,被动控制不需要外部能源易于在工钢滞变阻尼器是由低碳钢制成的利,程上实现其研究历史已有相当长的时用屈服极限到强度极限之间的非线性变形,。。间因而在

5、工程中的应用也比较广泛被关系而制成的耗能装置新西兰的物理和。动控制可分为如下几类工程实验室研制了三种钢滞变阻器第一,一基底隔振种钢阻尼具有主要产生扭转变形的横。,基底隔振是在工程结构的基底设置隔臂第二种钢阻尼器具有沿梁长产生近,,。振层以阻止地面运动传递到上部结构似均匀弯矩的横臂第三种钢阻尼器有一。等厚楔形梁,以抵抗由端部横向荷载产生从而达到控制结构的目的根据隔振装置,。,的不同又可分为如下几种的弯矩钢滞变阻器业已用于实际工程。滚子隔振系统隔振效果较好。滚子隔振是在基底放置滚珠或滚柱做通铅寒滞变阻尼器隔振。,隔振装置因为钢制的滚子本身的摩擦力在层状橡胶支座

6、中擂入铅塞构成铅,,,很小水平刚度为零能有效地防止水平塞滞变阻尼器这种隔振措施是七十年代。,,。地震动传到上部结构所以在所有隔振后期由新西兰人提出的因为橡胶垫的,,,装置中滚子对隔离水平地震的效果最阻尼很小加入铅塞后利用铅的应力一月。,好应变的非线性关系来消耗能量增加橡胶,。,滚珠可以湘离两个方向的水平振动的阻尼实验表明隔振效果极佳并已在,。而滚柱只能猫离一个方向的振动如果要实际工程中得到应用。隔离两个方向的振动则必须采栩两层滚基底滑移隔振,,柱这样就增加了造价减小了便用空基底滑移隔振是在基底设置滑移摩擦。,,,间谁攀诵握的可靠性和寿命不能满足层利用低摩擦

7、滑移材料地震时结构,,桥梁隔振的要求桥梁隔振多以橡胶垫取受地震力大于滑移摩擦层的抗剪强度时。。,代滚子隔振比较适合建筑结构允许上部结构发生相对于基础的滑动一,,,由于滚子没有阻尼或阻尼极小滚子方面滑移摩擦层的抗剪强度小阻止了,。,,隔振系统在地震时结构有较大的侧移水平地震动向结构的传递另一方面通。,,过摩擦吸收能量从西声到控制上部结构筋网和砂浆抹面地震作用时消能缝抹、,,,振动的目的这种措施最简单提出的也面砂浆开裂产生滑移靠摩擦吸收能,,,,。最早因而获得了广泛的研究并已在实量通过竖直分布钢筋限制其水平位移。际的工程中得到应用在钢筋混凝土剪力墙中设置竖缝可

8、以,二结构构造上的减振措施得到较好的减振效果这种方法最先由日,柔性