振动控制技术在土木结构工程中的应用

徐丹

摘要：将振动控制技术应用在土木结构工程中，不仅可以取得显著的成效，而且具有着非常好的发展前景。为了加快我国土木工程的发展步伐，提高房屋建筑的质量与安全，就要加大对振动控制技术的研究、实践与应用，才能发挥其价值与作用。

关键词：振动控制技术;土木结构工程

对于高层建筑来讲，非常容易受到地震、强风、海浪等带来的振动与影响，最终影响建筑内部结构，缩短其使用寿命，直接威胁着人们的生命财产安全。因此就需要注重结构控制工作，通过振动控制技术的应用，来有效抵御、削弱各种振动势能，提高土木结构的延展性、承载负荷力、稳定性。

1 振动控制技术简介

在人们生活质量水平不断提高的同时，对于房屋建筑的质量也提出了很高的要求。影响房屋建筑质量与安全的因素分别为人为因素、自然因素，这些都将影响着房屋建筑的使用寿命以及人们的生命财产安全。尤其是自然因素中的地震，将会造成建筑物的大量破坏，甚至出现坍塌。要想保障房屋建筑的质量与安全，就必须对地震中产生的振动进行有效控制，才能直接减轻地震造成的损失。而房屋建筑的振动，主要是因为在地震或者强风的作用下，土木结构将其能量直接吸收，进而引起了振动反应[1]。而振动控制技术，就是降低土木结构工程在地震或强风作用下的振动力度，最终来提高房屋建筑的承载负荷力、变形能力等。现如今的振动控制技术，可以分为主动控制、被动控制、半主动控制三种，能够从多个角度与方面，对于土木结构振动的控制，有着非常显著的成效。

2 振动控制技术在土木结构工程中的应用

2.1 隔振技术

隔振技术，就是指隔离地震或强风带来的振动。该技术是在土木结构工程的基底处，通过控制结构的设置，来避免或者减轻地震所产生的作用力，防止房屋建筑变形。主要分为以下两种：第一，为在现代橡胶化工技术的使用下，通过橡胶支座的设置，来阻隔地震所产生的振动，保障房屋建筑稳定[2]。第二，通过铅芯橡胶垫的使用，来提高隔振层的抗变形能力。在该方案中，其临界阻尼比可以增加百分之十左右，能够满足各种施工建设要求，并且耗费的资金较少。

2.2 消能减振技术

土木结构工程中的消能减振技术，可以通过在土木结构中的连接缝、节点处，通过消能装置的安装;也可以将土木结构的非承重构件，设计为消能杆件。这样就可以削弱地震或强风带来的作用力，促使整个土木结构处于弹性状态。当结构变形增大时，消能构件与装置就会开始工作，来产生阻尼比，削弱其能量与作用力。还可以将这动力势能或者弹性势能，转化为热能快速消耗，来保护房屋建筑的稳定性。其主要分为以下几种：第一，钢耗能器。软钢，在地震或强风能力的吸收中，一旦进入塑性范围，就会快速恢复原状，并且保持特性不便。这样就可以将动能转化为热能释放与消耗，保持房屋建筑的稳定[3]。现如今，在土木结构工程中的应用中，还研发了多种钢耗能器，有效的增加了其稳定性、滞回性，并且降低了各种因素的影响力度。第二，铅阻尼器。铅材质，具有着很强的可塑性、稳定性、延展性、柔性，并且受各种外界因素的影响较低。在变形时，能够快速吸收大量的能力，而且具有记忆功能，能够快速恢复原来的形态。第三，粘弹性阻尼器。该装置是由粘弹性材料与约束钢板叠合而成，能够通过粘弹性材料的剪切滞回变形，来有效增加阻尼比。然后将弹性势能与动能吸收，通过热能的转化进行消耗，来降低振动。其中，还可以将粘弹性材料进行优化改良，来研发出更加高效的减振装置。第四，复合型耗能器。复合型，就是指将两种或两种以上的材质进行重组，将其制作成高效的耗能减振装置。这种装置的应用范围广，应用效果显著，消耗的物力与财力也比较少，广泛的应用国内外多个土木结构工程施工建设中。

2.3 調谐液体减振

通过大量的研究与反复试验，调谐液体减振技术也开始应用在土木结构工程中，并且取得了显著的成效。该技术主要是通过将容器尺寸与容器内液体深度的调整，促使液体的晃动频率与土木结构的振动频率保持一致，这样就可以实现振动能量的吸收与消耗。在实际应用中，可以将其放置在房屋建筑的框架与非结构单元中，就可以有效阻隔与削弱振动势能，延长房屋建筑的使用寿命。此外，还可以借助现代化信息技术，比如智能控制算法等，对调谐液体减振技术进行改革优化，主动来控制器与建筑主体之间的关系，然后进行频率的改变，来提高控制效果。还可以实现被动控制与主动控制的协调合作，节省更多的成本费用。

3 结语

综上所述，将振动控制技术应用在土木结构工程中，不仅可以保障房屋建筑的质量与安全，延长其使用寿命;还可以保障人们的生命财产安全，促使土木工程获得长远持续发展。因此在今后的土木结构工程中，就可以通过隔振技术;消能减振技术;调谐液体减振等技术的应用，来保障房屋建筑的安全。

参考文献

[1]杜琨，振动控制技术在土木结构工程中的应用[J]，安徽建筑，201 8，12（3）： 76-77.

[2]阳桥.关于土木工程结构振动控制技术的探讨[J].建材与装饰，2019，（18）：4-5.