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摘要：文章對結構減震控制技術的內涵特征和方法進行了詳細的介紹，并在充分說明土木工程中結構減震控制技術使用情況的基礎上，提出了結構減震控制技術發展的建議，以期使人們對該技術有更好的理解。
關鍵詞：土木工程；結構減震控制技術；應用
以削弱工程結構振動反應為目的，把具體的一種外力或者某種控制結構又或者某種種子結構作力和設置在工程結構的指定位置，令結構的動力作用和動力情況發生一定的變化，這種目的和運作方式的技術被稱為結構減震技術。這個技術的歷史并不長，僅發展了三十年左右，屬于一種新的工程設計技術，它的理論來源不僅有結構振動理論、計算機科學，還有控制論和新材料科學等學科內容。從更全面和細致的角度來看，結構減震控制技術主要用來削弱和減輕地震、強風和別的動力影響下建筑結構受到的波及，使其更穩定，對外界影響有更好的抵抗力，從而使建筑結構更安全、舒適和適用。
1結構減震控制的概念及分類
準確來講，姚治平是土木工程結構控制概念的創始人，他在1972年寫了一篇論文，題目就是“結構控制的概念”，在隨后的日子里，他的很多文章也闡述了結構減震控制技術的概念。在姚治平看來，結構減震控制技術使工程安全的維護有了新的一條路。自此，結構減震控制技術清晰了起來。到目前為止，國內外的學者和實踐者花了二三十年的時間去研究和實踐結構控制的理論、方法，做了許多的實驗和工程應用，并取得了大量實打實的研究成果。根據結構減震控制的概念和定義，結構減震控制技術的作用是利用控制機構在結構中的設立，分擔外力帶給建筑結構的振動影響,使結構的振動反應更小，做到外界干擾很大的狀況下，結構的各項反應值都不超過標準。半主動控制、主動控制和被動控制是結構減震控制中的幾大分類，該分類以是否要利用外部能源輸入為標準?？刂屏Φ漠a生不依靠能源的輸入，在進行控制時，不對外界干擾信息和結構反應有過度需求，這種就屬于被動控制方法?；A隔震和耗能隔震是被動控制方法的主要內容。隔震技術主要通過改變結構頻率實現結構減震，成為結構減震控制技術中研究最深入、應用范圍最廣和最成熟的部分，在全世界范圍內，有很多的隔震建筑已經建成并投入使用，橋梁和地鐵工程中也能頻頻看到隔震技術的身影。
2土木工程中結構減震控制技術的應用
2.1半主動控制在土木工程中的應用
主動變剛度控制系統和主動變阻尼控制系統是半主動控制在土木工程中頻繁出現的內容。主動變阻尼控制系統能夠實現在所有的采樣周期內，把受控結構的剛度和外荷載頻譜特性結合起來，也就實現了能在任意剛度值之間切換的目的，從而在每一采樣周期內，受控結構都能夠避免陷入共振狀態，實現了減震的最終目標，完成這個過程需要用到主動變剛度控制系統。相似的，主動變剛度控制系統可以在所有的采樣周期內，任意切換獲取的阻尼狀態，完成減震目標，在這整個過程中，要用到控制裝置。很明顯，半主動控制技術糅合了主動控制和被動控制的優點，能夠根據外界干擾和結構反應的共同反應，去調節工程結構。還需要提到的是，半主動控制技術操作控制設備的能量是來自于電池輸出的能量，這就意味著，半主動控制技術避免了主動控制因地震等原因而無法獲取能量的缺陷。種種優勢的累積，使得可靠、實惠成為半主動控技術制應用控制設備的最大特點，也令半主動控制成為全世界土木工程結構減震控制技術中最常見的部分。
2.2主動控制在土木工程中的應用
土木工程中要是出現了主動控制的身影，無外乎是閉環控制系統或開環控制的應用。在閉環變剛度控制控制系統中，主動控制需要在有結構反應監測的前提下，才能起作用。這種閉環控制對外界干擾的抵抗能力強，且即使在系統元件精度不高的情況下，也有很明顯的控制效果，在土木工程中的應用更廣泛。在開環控制系統中，監測環境干擾的工作是利用直接結構進行，在檢測數據的基礎上獲取和分析控制率。不過，雖然主動控制在土木工程中的研究和應用有了一些成果，但是該技術還存在很多不足和進步的空間。
2.3被動控制在土木工程中的應用
要如何判斷土木工程中是否利用了被動控制技術？主要是看工程中有沒有基礎隔震體系、協調減震協調和耗能減震體系的身影。在基礎隔震體系中，在上部結構與基礎中間安裝謹慎選擇的隔震消設備，來削弱往上部傳送的地震能量，從而減低上部結構的振動。這種在中部攔截的基礎隔震體系，對降低結構自振頻率有很明顯的效果，是短周期的剛性結構和中低層建筑的最佳選擇。因為在高頻地震波出現時才能起作用，所以該體系對高層建筑作用不大。協調液體阻尼器、液壓質量振動控制系統和調諧質量阻尼器是協調減震系統最重要的幾個組成部分。比如調諧質量阻尼器，分類上算是小的振動系統，由彈簧、質量塊和阻尼器構成。其工作原理：首先，結構體系中的指定部位裝入調諧質量阻尼器，用于改變結構的動力性能，如果外界的動力沖擊到結構，結構開始出現距離振動，那么，調諧質量阻尼器質量塊將產生慣性作用，從而反作用于原結構，達到減震的目的。
3結束語
現階段，結構減震技術的理論研究和應用推廣在很多國家都有。作為一門技術門檻和科學門檻都不低的應用科學，結構減震技術的應用為各類建筑的抗震做出了巨大的貢獻，使建筑物的適用性和安全性都大幅度提高。我國應重視結構減震技術的發展，把握住未來抗震技術的發展方向，進行更加深入的研究，推動其發展，從而推動土木工程建筑的發展。
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作者:潘寧 單位:中國建筑第八工程局有限公司上海分公司
