土木工程结构减震控制方法探究

摘要：伴随着我国建筑行业建设水平的不断提升，在面对日益复杂的地质安全问题上，我国土木工程建设中的施工技术不断进步。但是由于我国人口聚居地区多处于地震带和季风区内，造成我国建筑面临防风减震等诸多技术问题，为人民生产生活埋下生命财产隐患，笔者在此探究我国土木工程结构减震上的控制方法，并阐述个人观点。

关键词：土木工程；结构减震；控制技术；方法探究

中图分类号：S969文献标识码： A

一、土木工程结构减震的意义及价值

（一）土木工程结构减震是工程安全性的需要

土木工程结构减震技术发展三十度年来，已经取得卓越的工程学成就。由于现代土木工程涉及桥梁、道路、房屋、厂房、发射塔等一系列重要的公共建筑，其安全性必须受到严格保证。伴随着现代地质科技的不断发展，人们对地质结构以及不可抗力的风险越发重视，尤其是在遭遇了日本大地震、汶川大地震、智利大地震等一系列巨大的地质灾害后，人愈发重视建筑抗震以及土木工程减震的重要性，所以现代土木工程对结构减震的需要越来越强烈。

（二）土木工程结构减震是确保建筑使用年限的需要

正如前述所说，建筑受到此类突发灾害性影响带来的生命财产损失是巨大的，对建筑自身使用寿命也带来毁灭性的影响。但在一些受强风等气象影响下的土木工程，其长期遭受风力震动的影响，也会大大减少建筑物的设计使用寿命，同时带来极大地安全隐患。因此，土木功臣结构减震控制技术有利于延长和保证现代建筑的设计使用寿命，达到预期的社会和经济效益。

二、土木工程结构减震控制方法研究现状

（一）土木工程结构减震主动控制

主动控制技术在土木工程结构减震中主要使用主动质量阻尼器、主动支撑系统和主动拉索系统三大技术。主动控制是指在结构上利用外部能源，在工程结构遭受强烈振动时，向结构施加相应的辅助动力，继而完成减小振动反应的过程。在由作动器、传感器和控制器三部件组成的主动控制系统中，它能实现即时的改变控制力输出方向，从而保证工程结构的稳定。主动控制技术又根据检测结构响应和外部刺激划分为开环控制系统、闭环控制系统以及开―闭环控制系统。

（二）土木工程结构减震被动控制

被动控制技术在土木工程结构减震中主要包括基础隔震、调谐减震和耗能减震三个技术措施。被动控制技术顾名思义就是不借助外部动力源，反而使用减震、隔震的装置设计来实现消耗和阻止震动能量。它由于易于设计、维护和构造，同时造价相比较低且不借助外界动力源等优势被广泛推广。早在1985年至1999年，日本就建成属于基础隔震技术的房屋700余栋，并且随后将其推广在桥梁建造中，而在被动控制中的调谐减震技术则主要使用在大型跨度桥梁的建造上，从而确保桥梁抗风防震系数的提高。

（三）土木工程结构减震混合控制

混合控制主要在土木工程结构减震中体现为主动质量阻尼与调谐减震的组合、主动控制与基础隔震的组合以及主动控制与耗能减震技术组合。混合控制是建立在主动控制与被动控制技术相结合的基础之上，它继承了前两者抗震反应灵活、易于维护、成本合理的优点，渐渐成为未来土木功臣结构减震领域的新方向。我国混合控制技术在南京电视塔的建造中得到有效发挥，其调谐液体阻尼系统与主动质量阻尼系统的结合有效地控制了该建筑的风振反应，实现了混合控制技术的工程价值。

三、土木工程结构减震控制方法的发展趋势

笔者结合前面关于土木工程结构减震控制技术的详细阐述，结合自身理论和实践经验认为，在未来结构减震控制技术将主要在一下几个方面获得重点研究和突破，因为这些关键点设计结构减震技术自身的发展需要。

（一）结构减震控制技术中模型构造优化

土木工程结构减震是一项系统性的交叉学科，涉及基础物理学科与工程学科的多个领域，其设计应用模型的优化需要有经验、高素质、专业技能强的工程师队伍来共同搭建，加之土木工程结构减震面临诸多复杂地质条件和气象环境，所以结构减震模型的优化绝非一日之功可以完成，需要长期大量的数据积累和理论研究的突破，才能有效实现结构减震控制技术的成熟发展与应用。

（二）结构减震控制技术应用设计系统软件的商业开发

伴随着社会对工程减震的重视程度日益加深，结构减震控制技术在土木工程上的使用将会得到极大地普及和推广。因此研发适合现代土木工程设计的商业化软件将是土木工程设计市场的需要，同时在智慧城市建设日益加深的大背景下，结构减震控制技术作为城市土木工程安全使用的需要必将进入新的发展阶段，儿商业化设计结构减震控制软件将提供一个良好的平台，实现智慧城市与城市土木工程减震安全监控的无缝对接。

（三）结构减震控制系统的综合效益评价体系构建

土木工程结构减震控制技术伴随着现代建筑行业的蓬勃发展，也渐渐从实验室走向实体建筑应用中去，但面对广大建筑企业尚未具体涉及该领域技术的应用，为了更好地推广和促进结构减震控制系统的工程价值实现，应该组织行业协会或者第三方科研机构对其结构减震技术设置相应指标考核体系，搭建安全性、经济性、可控性等多方面的考评模块，从而实现土木工程结构减震控制技术的产业化开发与应用。

四、结语：

通过笔者对土木工程结构减震控制技术的必要性阐述，结合对结构减震控制技术的详细介绍，笔者结合社会发展趋势和土木工程结构减震技术自身发展需要认为土木工程结构减震技术将在商业软件开发、设计模型优化、综合效益评价体系搭建三大方向有所突破，另外笔者还认为伴随着我国制造业创新升级的步伐，在土木工程结构减震装备设计制造上也将会取得优秀表现。

参考文献：

[1]李勇军、王英红.工程结构减震控制技术的发展[J].辽宁工学院学报.2001(01).

[2]王海建.土木工程结构减震方法分析[J].研究与探讨.2013(08).

[3]元兴军、李小军、刘萍.土木工程结构减震控制方法综述[J].工业建筑.2006(08).