土木工程结构减震方法分析

最新【精品】范文 参考文献 专业论文 土木工程结构减震方法分析 土木工程结构减震方法分析 摘要改革开放以来，我国的现代化建设取得了良好的成果，土木工程建设事业也得到了长足的发展。面对地震这一人类无法躲避的自然灾难，我们唯一能做的就是提高建筑物的抗震实力。文章将就土木工程结构减震限制技术作简要的分析，希望对今后相关工程的探讨供应借鉴。 关键词土木工程结构减震；原理；限制方法 中图分类号 TU71文献标识码 A 前言在我们的生活中，地震灾难严峻威逼着人类的生活及生命财产平安，如何削减地震对人们的危害，是我们始终探究的。建筑作为人民生活的场所，更值得我们区深化探究如何加强其抗震性。结构减震限制是通过增加某些结构部位的强度和变形实力提高建筑结构的抗震性能，是土木工程中有效的防灾减灾方法。 土木工程结构减震方法概述 土木工程通过增加结构的强度及变形实力提高减震性能，增加土木工程的抗震性。其最终目的就是通过实行一系列限制措施和方法，降低建筑结构在地震等强动力荷载下的反应，增加建筑结构的稳定性能，为建筑结构的平安性供应保障。要减小结构的地震响应，须要从动力学角度动身，第一，考虑消震，即不让地震输入结构，从目前现状来看，这种方法较难实现；其次，考虑减小建筑结构的惯性力，通过动力学原理发觉，假如结构有着比较大的自振周期，那么它获得的加速度就会相应减小，可通过隔震方法减小结构惯性力；第三，通过在结构上增加阻尼的方法，将一些地震作用转移到阻尼上，降低结构所需负担的地震作用；第四，人为增加构件，用这些构件的塑性变形消耗一部分能量，爱护结构的整体性；第五，可考虑在建筑结构上附加一个当自身频率合适时能够使附加质量块的运动方向与结构运动方向相反的系统，从而减小结构振动，达到结构减震的目的。 目前，土木工程结构减震限制方法有五种被动限制、主动限制、半主动限制、混合限制及智能限制。其中，被动限制指在结构的某些部件附加耗能装置或子结构系统，或对结构自身的某些构件作构造上的处理以变更结构体系的动力特性。被动限制不须要外部能量输入供应限制力，限制过程不依靠于结构反应和外界干扰信息。而且因其具有构造简洁、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点，所以引起工程界的广泛关注，成为应用开发的热点，因而很多被动技术日趋成熟，并在实际工程中应用。 2土木工程结构减震方法 2.1被动限制 被动限制是通过减震、隔震装置来对振动能量进行消耗，并阻挡振动在建筑结构中进行传播，构造简洁，造价成本低，维护简便，且不须要外部能源支持，在土木工程结构减震中的应用越来越广泛。 1耗能减震 耗能减震是将结构中的一些构件比如支撑、支撑等设计成耗能部件，或者在建筑结构的某些部位比如连接处、节点处设置阻尼器，耗能部件和阻尼器在荷载作用较小的状况下处于弹性状态，在剧烈的荷载作用或振动作用下，耗能部件就会进入非弹性状态，能够大量消耗输入结构的能量，避开荷载或振动作用进入主体结构造成结构进入非弹性状态，为主体结构的平安供应了牢靠保障。由于耗能装置不同，耗能减震也可分为不同的体系，一种为耗能构件减震体系，常用的耗能元件有耗能支撑、耗能剪力墙等，另一种为阻尼器耗能减震体系，常用的阻尼器有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器等。耗能减震具有性能稳定、适用范围广、抗震性好、经济好用、牢靠性高、技术条件简洁等优点，比较适用于高层建筑和超高层建筑。 2基础隔震 基础隔震是在建筑物的上部结构与基础之间设置限制机构，比如设置隔震消能装置，从而减小或者隔离地震能量向建筑物上部结构传输，使上部结构的振动减小，避开地震给建筑物带来危害。基础隔震装置必需具备肯定的特性才能够满意结构减震须要，因此，装置必需具有较大的变形实力，必需能够供应较大的阻尼并具有较大的耗能，必需具有足够的初始刚度和强度。比较常见的基础隔震装置有刚滞变阻尼器隔震装置、夹层橡胶垫隔震装置、摩擦隔震装置等。基础隔震对降低结构的自振频率具有特别显著的作用，是发展最早的结构减震方法，其在技术上比较成熟，具有构造简洁、性能稳定、耐久性高、经济、减震效果显著的优点，比较适用于刚性结构和中低层建筑。 3调谐减震 调谐减震主要是通过在建筑主体结构中附加一些子结构的方法，使主体结构在强震作用下，振动发生转移，结构中的振动能量就能在原结构与附加结构之间得到重新的安排，大大降低了振动对原结构带来的破坏。常用的调谐减震系统有调谐质量阻尼器、模式质量阻尼器、质量泵、调谐液体阻尼器、液压质量振动限制系统等，这些调谐减震系统能够有效减小地震反应。 2.2主动限制 主动限制是主要是以现代限制理论为基础，通过外部能源的有效利用以及对结构反应的实时监测，当结构受到激励振动的时候，计算出限制力，对结构施加限制力或者变更结构的动力特性，快速将结构的振动反应降到最小，从而使结构在受派动过程中仍旧能够保持原始状态，避开结构出现致命性损坏。主动限制主要是由传感器、限制器和作动器三个部分组成的，传感器的功能是对结构遇到振动时的反应状况进行测量，限制器则是对传感器所测量到的信息进行处理，作动器可产生限制力，其所需的能量由外部能源供应。主动限制能够很好的应用现代限制理论和最新探讨成果。在主动限制中，作动器的限制力可连续变更，所以其有着极广的限制频率，对外界不同激励具有很强的适应性，能够取得很好的限制效果。常用的主动限制系统装置主要有主动质量阻尼器、主动支撑系统、主动拉锁系统等。 2.3半主动限制 半主动限制是通过少量的外部能源输入供应限制力的，能够通过限制装置实时变更结构的刚度或阻尼等系统的参数，此，半主动限制属于参数限制，限制过程主要依靠于结构反应信息或外干扰信息。半主动限制装置不能同时实现与位移和速度相关的限制力，一般只能够实现与速度有关的限制力。常见的半主动限制系统有主动调谐参数质量阻尼系统、可变阻尼系统、可变刚度系统等，此方法具有装置经济、系统牢靠、维护要求较低的优点，己广泛应用于土木工程结构减震中。 2.4混合限制 混合限制是将主动限制和被动限制联合起来应用，即将主动限制和被动限制同时应用于同一建筑结构减震中，可以将主动限制和被动限制两种方法的优点充分发挥出来，弥补了单一限制方法的制约和不足，只须要小功率的能量输入就能干脆供应限制力，限制效果特别明显，调谐范围得以扩大，结构抗震系统的稳定性、好用性和平安性大大提升。 2.5智能限制 在土木工程结构减震方法中还有一种叫做智能限制算法，这种方法不依靠精确的结构模型,而且具有很强的学习及调整靠近实力。智能限制方法主要有两种 1模糊限制算法。模糊限制主要通过状态输出和限制输入的模糊逻辑关系,即模糊限制规则来实现系统的调整或限制。 2神经网络限制算法。人工神经网络具有很强的非线性靠近、自学习和自适应、数据融合以及并行分布处理等实力,在多变量、强非线性系统的辨识、建模和限制中有明显的优势和应用前景。另一类结构智能限制是指采纳诸如磁电流变液体、压电材料、