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建筑物減震結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制性能與建筑物的使用壽命和安全性緊密相關(guān)。要提高建筑物的耐久性和安全性，那么就必須從建筑物的隔減震結(jié)構(gòu)入手，選擇最優(yōu)質(zhì)的建筑材料提高建筑隔減震結(jié)構(gòu)的性能，保證建筑物的安全性。

我國(guó)新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》之中，已經(jīng)添加了消能和隔震等振動(dòng)控制的一些專(zhuān)門(mén)章節(jié)。在國(guó)際方面，自第一屆國(guó)際結(jié)構(gòu)控制會(huì)議于1994年在美國(guó)洛杉磯召開(kāi)以來(lái)，大約每4年召開(kāi)一次，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的控制已成為地震工程中的熱點(diǎn)和前沿性研究方向。有關(guān)這一領(lǐng)域的綜合評(píng)價(jià)文章也常見(jiàn)諸于國(guó)內(nèi)外的期刊和會(huì)議上。消能技術(shù)與減振技術(shù)在最近幾年之中也由基礎(chǔ)研究方面逐漸轉(zhuǎn)向工程的實(shí)際應(yīng)用之上，所以對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的減振、隔震與振動(dòng)控制的分析勢(shì)在必行。

傳統(tǒng)建筑抗震設(shè)計(jì)，主要利用結(jié)構(gòu)自身來(lái)吸收、消耗地震帶來(lái)的能量以滿(mǎn)足設(shè)防抗震的標(biāo)準(zhǔn)，雖然能在遇到較小地震時(shí)起到比較好的效果，但毫無(wú)疑問(wèn)這是一種比較消極被動(dòng)的抵抗地震的方法?？茖W(xué)有效的抗震方法是通過(guò)采用結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)來(lái)達(dá)到抗震目的，即通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)本身施加振動(dòng)控制系統(tǒng)，讓其與結(jié)構(gòu)本身共同發(fā)揮抗震作用，以減輕建筑結(jié)構(gòu)的抗震反應(yīng)。目前已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科中一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域，被稱(chēng)為土木工程的高科技領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)根據(jù)所采取的控制措施是否需要外部能源可分為：被動(dòng)控制、主動(dòng)控制和混合控制，以下將分別對(duì)這些控制技術(shù)予以簡(jiǎn)述。

這是保證地震產(chǎn)生的能量能夠經(jīng)過(guò)下部結(jié)構(gòu)——隔震層——上部結(jié)構(gòu)的層層消除之后，將能量降低到最小的有效措施。因?yàn)榈卣鹉芰坑上虏拷Y(jié)構(gòu)傳播到隔震層的過(guò)程中會(huì)消耗一部分的能量，而隔震層主要的功能就是為了消耗地震能量，這一結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒋蟛糠值牡卣鹉芰肯儆筛粽饘訉⒌卣鹉芰總鞑サ缴喜拷Y(jié)構(gòu)時(shí)，僅會(huì)剩余小部分能量。隔震層的設(shè)計(jì)，使上部結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生了改變，有效的控制了地震能量給上部結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響，大大增加了上部結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)地震能量的彈性，甚至對(duì)于隔震層強(qiáng)度較大的建筑，地震能量只會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生很小的影響，使建筑仍舊維持在自然彈塑性變形的初期狀態(tài)。

縱觀近年來(lái)隔震技術(shù)的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，隔震技術(shù)的特點(diǎn)如下：

• 隔震技術(shù)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，不僅在新建建筑項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，在對(duì)現(xiàn) 有建筑進(jìn)行加固的工程中也得到了普遍認(rèn)可。

   

• 隔震建筑設(shè)計(jì)形式日趨多樣化，從早期主要應(yīng)用在砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)展到木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)中。

   

• 隔震技術(shù)可供人們選擇的隔震裝置口日趨多樣化，而且新的隔震方法被人們不斷提出，混合隔震技術(shù)的采用已成趨勢(shì)。如國(guó)內(nèi)對(duì)橡膠支座的回轉(zhuǎn)剛度、系統(tǒng)的水平剛度、設(shè)置在底層柱頂上的橡膠支座與柱的串聯(lián)剛度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論分析，在豎向隔震機(jī)構(gòu)的研究方面現(xiàn)已開(kāi)始受到重視。

目前在推廣應(yīng)用中的主要問(wèn)題還是造價(jià)與常規(guī)的抗震技術(shù)相比尚屬偏高。因此，需要繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的隔震橡膠支座及其配套機(jī)構(gòu)，充分發(fā)揮橡膠支座的豎向承載能力和水平變形能力。降低造價(jià)的主要途徑是降低上部結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和使用比較小的橡膠支座，但有時(shí)要承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)。為確保安全，應(yīng)該開(kāi)展以下研究工作：

隔震機(jī)構(gòu)在大變形和后屈曲條件下的潛力、形態(tài)和必要的保護(hù)措施； 

隔震層設(shè)置限位擋塊以后可能發(fā)生的撞擊作用及其影響，這些題近幾年內(nèi)已 取得了一些進(jìn)展；

配套的上部結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，特別是在框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻底部隔震支座的設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造要求等；

建立相應(yīng)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，進(jìn)一步提高橡膠支座的性能指標(biāo)，完善質(zhì)量保證體 系；

開(kāi)發(fā)具有自適應(yīng)能力的智能型隔震系統(tǒng)，此外對(duì)橡膠支座隔震體系也還有一些問(wèn)題值得研究，例如由于傾覆力矩引起的局部提離和受拉，固端的轉(zhuǎn)動(dòng)影響，高阻尼橡膠支座，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的隔震分析方法和計(jì)算機(jī)軟件等。此外，隔震體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也是值得進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)研究和實(shí)際采用發(fā)現(xiàn)這種減振技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 安全，依靠耗能裝置可以大量吸收、消耗地震能量，從而達(dá)到保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)的目的。

   

• 經(jīng)濟(jì)，采取這種柔性耗能方式可大量減少剪力墻的數(shù)量、減少錨固構(gòu)件的配筋和斷面。

   

• 合理，通過(guò)耗能裝置可以有效耗散能量，減輕地震反應(yīng)。

   

• 適用范圍廣，維護(hù)費(fèi)用低。

主動(dòng)控制是一種高技術(shù)手段，理論上講是很有效的，對(duì)于尺度和載荷都很大的土建結(jié)構(gòu)來(lái)講，由于消耗很大的能源，現(xiàn)實(shí)意義不是很大，但對(duì)保護(hù)設(shè)備、設(shè)施的安全和減輕由于設(shè)備破壞引起的次生災(zāi)害方面則是很有效的。在土建結(jié)構(gòu)中常用的主動(dòng)控制方法是，在結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠎?yīng)用作動(dòng)器拖動(dòng)附加質(zhì)量塊 (AMD )或在結(jié)構(gòu)內(nèi)部（例如房屋樓層之間）安裝作動(dòng)器與彈性元件（拉索或桿件）施加控制力。日本鹿島公司建的第一棟主動(dòng)控制房屋用的就是AMD系統(tǒng)。我國(guó)在土建結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制方面的研究主要集中在分析、設(shè)計(jì)方法和模型試驗(yàn)，以及控制系統(tǒng)的計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究等方面。主要涉及控制規(guī)律的選擇和時(shí)間延遲補(bǔ)償、反饋方式和參數(shù)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識(shí)別與預(yù)測(cè)方法、參數(shù)的不確定性、系統(tǒng)的魯棒性和可靠度等。為了進(jìn)一步改善控制的效果，人工智能技術(shù)在結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)控制中的應(yīng)用日益受到重視，如模糊數(shù)學(xué)方法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、聯(lián)想記憶系統(tǒng)等。在結(jié)構(gòu)控制中常用的作動(dòng)器（或執(zhí)行器）有液壓作動(dòng)器與伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，但近年來(lái)對(duì)電流變、磁流變、壓電和形狀記憶合金型作動(dòng)器等也已開(kāi)始研究。主動(dòng)控制技術(shù)為建造更安全的抗震建筑提供了新的途徑。但是機(jī)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用昂貴，這些都限制了其在土建結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用。

在結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)控制中，所面對(duì)的激勵(lì)以及所需要保護(hù)的對(duì)象本身都是時(shí)變系統(tǒng)，并具有較大的不確定性，建筑結(jié)構(gòu)的尺度和載荷又都很大，因此無(wú)論是在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都存在著較難克服的障礙。

1. 傳統(tǒng)的依賴(lài)結(jié)構(gòu)延性的抗震措施是以一定的損傷為代價(jià)減小地震反應(yīng)，應(yīng)用減振消能技術(shù)則可以減小結(jié)構(gòu)本身的損傷，對(duì)各類(lèi)結(jié)構(gòu)基本上都能適用，其減振效果對(duì)地面運(yùn)動(dòng)特性依賴(lài)性較小，耗資也不是很大，因此是可以廣泛使用的方法。值得注意的是增大阻尼在減小結(jié)構(gòu)相對(duì)位移反應(yīng)和變形的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)的絕對(duì)速度和加速度增大，從而對(duì)內(nèi)部設(shè)備和人員帶來(lái)某些不利影響。對(duì)有特殊性能要求的建筑物，其在防災(zāi)減災(zāi)方面的問(wèn)題也應(yīng)該引起注意。

    

2. 基礎(chǔ)隔震對(duì)在短周期地面運(yùn)動(dòng)影響下的中短周期結(jié)構(gòu)而言，其減振效果比 消能技術(shù)更好，但對(duì)地面運(yùn)動(dòng)輸入特性比較敏感，不能完全消除共振的危險(xiǎn)性。

    

3. 半主動(dòng)控制和混合控制方法可以滿(mǎn)足不同的設(shè)防要求，對(duì)地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu) 本身不確定性的適應(yīng)能力更強(qiáng)，可以提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性，引入智能元件以后效果會(huì)更好，因此是值得重視的新領(lǐng)域。