引言:为了更好地建设现代化城市,保障人民群众的居住安全,除了要提高建筑的质量之外,还要提高建筑工程的抗震性。为了保证建筑的抗震性能,要不断加强对结构振动控制技术的研究,在进行建筑工程施工的时候,要以保证建筑材料质量为前提,而且施工单位必须按照标准进行施工,提高施工管理,及时更新抗震设计理念,从而促进建筑整体质量和安全水平的提升。
一、振动控制技术简析
(一)地基材料
通过实际研究可知,在工程建设中,需要使用到很多的地基材料,这些材料在遭遇地震时,对地震波的反应是不同的。因此,研究地基材料对抗震性的影响具有一定的实际作用。在工程中,可以使用部分具有抗震性的材料来处理地基,以减轻地震波带来的影响,降低给建筑物带来的地震感。为了提高建筑物的抗震性,有时会使用粘土和沙子做铺垫,现在的一些研究还会使用糯米做铺垫。许多研究和证实的结果表明,沥青材料的隔震效果良好,在未来,值得进一步去研究和使用。
(二)基础隔震
遇到地震波的话,基础部分会最先接触到地震波,然后地震波会传到建筑物内。由此可知,做好基本的防震工作是减少地震波对建筑物产生威胁的重要手段。在工程中,基础隔离和上部构造物隔离需要引起重视,研究表明下部隔离装置能够起到非常大的作用,基础隔离对于提高建筑物整体的抗震性能非常重要。
(三)耗能减震
需要在构造物的中间层和其他位置设置几个能量耗散装置。如果发生的地震级别不高,建筑物的结构可以借助安装在各处的能量耗散装置,有效地维持结构的弹性状态,从而减少地震带来的不良影响。如果发生较高级别的地震,消耗能量的冲击吸收装置会增加结构变形的程度,减少和吸收大量的地震能量,大幅减少地震的影响。该技术有以下优点:①提高结构物的安全性,装置可靠性高,可吸收和消耗相当大的地震能量,有效保护主要结构物免受损伤;②符合目前的环境保护要求。由于该装置使用了柔软的材料,因此可以有效地减少工程结构所需的抗震墙数量,减少加固部分;③使用范围较为广泛。适用于工厂和办公大楼等,可以收获预期的结果;④维护成本相对较低。在安装消耗能量的减振装置时,为了维持良好的性能需要做好定期的维护工作,但是与其他设备相比,所需的维护成本相对较低。
(四)悬挂隔震
通过应用这项技术,可以有效地防止因地震而引起的主要结构的损伤。装置构造物几乎全部悬挂在地面上,当发生地震时,建筑物构造物的上层会分离,失去惯性力,所以有免震效果。这种技术一般在钢筋结构的建筑中使用,同时,其在更大的钢筋结构建筑中被使用得更加广泛。随着技术的发展,也可以分成主框架和子结构两部分,目前,一般采用悬架下部构造设计,如果发生地震的话,地震波在悬挂位置时能量会大幅减少,难以向建筑物主体传递,有效降低地震给建筑物构造带来的损失。
二、结构振动控制研究现状
(一)被动控制
该类型的技术通过改变结构特定组件的实际结构、动态特性等,来实现减震目标,不需要其它能源的介入。在通常情况下,被动控制结构相对简单,整体成本不高,维护也非常方便,在各种各样的项目中被广泛使用。从当前的开发情况来看,被动技术主要有吸收基本防震和消耗能量减少振动两种。其中,基本的防震装置能够减少传递到地震表面的大量能量,一般在低层建筑中使用,不适合于高层建筑。能量吸收减振技术是在结构节点、支护点及其他地方设定能量耗散衰减,来降低结构振动。
(二)主动控制
若要该控制技术起作用,外部的能源供给是必要的。主动控制比较复杂,成本较高,通常难以维护,但在现代高层建筑项目中,主动控制技术的实际振动控制效果更佳。另外,最新的主动控制一直采用最先进的技术,能够实时跟踪结构振动,科学预测未来的振动状态,有助于进一步改善结构设计,实现最适合的抗震性能。该技术主要有以下两种:①控制力类型:由活动电缆、支持系统、倾销系统、防风系统等构成,发生结构振动时,配合其他能源来增加控制力。将建筑物结构传感器收集到的信息输入计算机,通过计算能够得到必要的控制力,把二者加以结合可以降低构造物的振动;②半主动控制类型:能源消耗小,通过实时调整结构参数,可以有效降低结构振动。
(三)混合控制
这可以理解为主动和被动融合控制,该控制方法的设计比较麻烦,要充分利用技术上的优势,经过多次尝试使二者合作起来。在国外,很多建筑构造设计都采用了这种方法,为了确保应用的科学性,在设计前需调查现场的地震情况和地质条件,优化控制系统,以达到良好的抗震效果。由于将两种控制技术的优点相结合,使得成本大幅上升,因此在国内应用的很少。
三、建筑工程结构振动控制技术的发展方向
现在,大部分的建设项目都非常重视结构管理。要想加强对结构振动控制技术的实践研究,确保振动控制科学化,首先,建设质量管理人员要实时检查建设质量,全员负责。在建筑质量管理工作中,建筑工程结构的振动技术必须严格按照程序执行。为了加强建筑物的振动工作,在建设过程中需不断提升技术水平,建设负责人员也要通过不断学习,来提高自身的专业技能和素质,建设单位还应当定期组织建设负责人员,针对目前存在的问题,给出有效的对策和解决方案,进而有效提高建设质量。从以往的发展情况来看,结构控制技术虽广泛应用于建设工程中,但其适用范围相对较小,主要反映在高层建筑上,但是随着我国经济的快速发展,高层建筑日益增多,建筑工程的结构振动控制技术肯定会加强高层建筑的抗震效果。为了加强建设日程管理,建设负责人员必须改进与工程相应的工程时间表内容,进一步加强管理工作。在建筑工程中,由于施工计划的调整、施工环境的变化、结构物管理技术的持续调整等,不可避免地会对吸收冲击的危险性能产生影响。为了避免给高层建筑带来恶劣的影响,建设单位必须重视结构振动技术。关于建设程序,建设单位应注意优化结构控制,建立健全的工作流程规划,确保基础分离的合理性。同时,有关部门需要持续检查地震波的能源消耗量,抓住主要问题,并在短时间内进行修正。建设工作人员要认真对待建设程序,把握全部流程,以此来加快建设进度,最大限度保证项目质量,确保其具有良好的状态。
四、结束语
在建筑工程的施工中,要合理的应用结构振动控制技术,并对其要点进行分析,以保证建筑的安全性。在具体的设计与施工中,要以结构振动控制技术为核心,加强对施工过程的管理和相关人员的培训,提高工作人员的专业技能和责任心,确保每一个施工环节都能够达到标准的要求,进而促进建筑的抗震水平不断提高。
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