工程结构振动控制一三章.pptVIP

工程结构振动控制;第一章振动控制概述;振动控制是指，对系统的动态响应加以控制，使系统的振动水平处在可以接受的范围。

按要否能源区分,振动控制可分为无源控制与有源控制，前者又称被动(Passive)控制，后者又称主动(Active)控制。

;EnergyDissipationSystems;消振:振源是系统产生过度振动的根源，如果能减小振源产生的激励能量(例如，减小安装在结构上的旋转机械的偏心度)，则系统的过度振动就不会出现。这种减小振源激励能量的技术措施，称之为消振。;隔振:改变振源对需减振系统激励能量的频谱结构，减小能够传递到系统的所谓通过频率的激励能量，从而使系统的振动受到抑制，这种措施称为隔振。它要在振源与需减振的系统之间安装附加子系统，将振源与系统分隔开来，从而达到减振目的。

;吸振：在需要减振的结构上附加辅助子系统，使振源的激励能量分配到结构与辅助子系统上，并使分配到结构上的能量最小，这样就可达到结构减振的目的。这种方法称为吸振，相应的辅助子系统称为动力吸振器。吸振器给系统提供抵消激振力的所谓吸振力，从而减小了系统本身的动响应。;阻振：即阻尼减振，用附加的子系统连接于需要减振的结构或系统以消耗振动能量，从而达到控制振动水平的目的。;TunedMassDamper;SchematicDiagramofActiveEnergyDissipationSystem;主动控制装置;第二章控制装置;分层橡胶支座是由薄橡胶片与钢板相互交错叠置数层，上下有翼缘，支座平面形状多为圆形或矩形。分层橡胶支座中心通常为空心孔。;通过设计分层橡胶支座的竖向刚度和水平刚度可改变结构的自振频率，达到隔震效果。另外，橡胶支座在变形过程中消耗能量，提供了阻尼，这种阻尼主要取决于橡胶层变形的速度。以天然橡胶为主要材料制作的支座，典型的阻尼系数范围为临界阻尼比的5％～10％。

;（2）铅芯橡胶支座;分层橡胶支座的主要缺点是阻尼很小，有时在较低水平力作用下（如制动力等），由于支座较柔，支座变形也可能较大。如果在分层橡胶支座中插人铅芯，则可得到一个紧凑的隔震装置，铅芯提供了地震下的耗能和静力荷载下所必须的屈服强度与刚度，在较低水平力作用下，因具有较高的初始刚度，其变形很小，因而满足一个良好隔震系统所应具备的要求。;抗震结构与隔震结构的区别;为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四种特性：

(1)承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量；

(2)隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系能保持

在弹性范围内，满足正常使用的要求，而中强地震时，其水平

刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；

(3)复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常的使用要求。

(4)耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从

而降低上部结构所吸收的地震能量。;隔震系统应用;J.A.Calantarients提出的隔震结构

右图是J.A.Calantarients于1909年提出的隔震结构(Base-isolatedbuilding)方案。这种隔震结构在建筑物结构与基础之间用滑石层隔开，地震时建筑物可以滑动。;柔性层隔震结构(Flexiblefirst-storybuilding)

柔性层结构隔震概念由Martel在1929年提出，由Green(1935年)和Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善；下图是真岛健三郎于1934年的柔性层结构。地震时，柔性层进入塑性，结构的刚度变小，结构的基本周期延长，从而导致上部结构所受的地震作用减小。;滚动支撑类隔震系统（Rollerbearingsystem）

为克服柔性层结构所带来的缺陷，科学家们相继提出了多种滚动支撑类隔震系统，工作元件有球形和椭圆形等多种，但由于其隔震是有向性的，而地震是具有无向性，这些类型的隔震系统均未能推广应用。;必威体育精装版隔震技术;;中南加州大学医院;中南加州大学医院在这次地震及其其后的余震中，6-8英尺高的花瓶等没有一个掉下来，建筑物内的各种机器等均未损坏，医院功能得到维持，成为防灾中心，起到十分重要的作用。;橄榄景医院（抗震结构）;;下图分别是世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑(TheWilliamClaytonBuilding,NewZealand)和世界上使用铅芯橡胶支座中基底面积最大的建筑(日本)。;2.2动力吸振器

（1）调频质量阻尼器（TMD）;（2）主动质量阻尼器（AMD）;（3）调频液体阻尼器（TLD）;KyobashiSeiwaBuilding