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摘要:雅安地震、汶川大地震等地震自然灾害的发生，给我国人民带来了很大的经济损失，让人们逐渐意识到土木建筑工程抗地震能力的重要性。科学合理运用结构减震控制技术可以起到比较好的抗御地震效果。本文结合笔者多年的工作实践，探讨了土木工程结构减震的几种常见措施，以供参考。
关键词: 土木工程；结构减震；措施
中图分类号：TQ336.4+2文献标识码： A 文章编号：
近几年来, 雅安地震、汶川大地震等大小级别的地震时有发生,严重影响了人们的生存质量。如何增强土木建筑工程抗地震能力显得尤为重要，也是一项重要的研究课题。过去运用增加结构刚度之抗震方法难以适应当今抗震减震的需要了。新型的土木工程结构减震措施如雨后春笋般地涌现，给我们人类带来了抗御地震的福音。目前常见的结构减震措施有混凝土结构抗震设计、隔震控制技术、结构性减震技术等。本文筆者结合实际，对上述3种措施进行了探讨。
1.混凝土结构抗震设计
在土木建筑的结构中发生震害的形式是梁轻柱重或者柱顶比柱底重，特别是在其角柱与边柱更加容易发生破坏。值得一提的是，当土木建筑中的柱侧一旦有强度比较高之砌体填充墙对其进行紧密嵌砌的时候，其柱顶剪切就会进一步受到破坏并且非常严重，遭到破坏的部位有可能会转移到窗洞的上下两处，也有能会让短柱遭到剪切破坏。所以，在土木建筑工程中运用混凝土结构的概念设计以及细部构造的设计方法对于当前抗御地震设计的方法以及将来的性能抗震的设计均将是非常重要[1]。
混凝土结构的抗震设计的工作原理为：第一，运用调整不同构建中的承载力之大小，建立屈服机制。这种机制主要是满足柱强但梁弱、墙肢强但连梁弱以及核心区强但构件弱。依照我国出台的有关抗震规范，运用调整土木结构的梁端的截面的受弯承载力以及调整柱端截面之正截面的承载力的大小来建立梁铰机制。 这种柱强梁弱的控制措施，主要是要让梁端铰可以比较早地产生，使得柱端之塑性铰可以产生较晚，最好让其不要出现。梁铰机制在实践中发现比柱铰机制更优，这是由于梁铰可以分散于土木建筑各层结构中，如果梁端已经完全形成塑性铰，则其结构还是难以形成机构，这样受震时不会立即倒塌。第二，运用合理调整土木建筑中各个构件斜截面与正截面的承载力之大小，来实现各个构件可以处于延性破坏的状态，这就是我们常说的剪强弯弱。土木建筑中的适筋梁以及大偏压柱当其正截面遭到破坏之时，能够获得比较好的延性，能够吸收与耗散地震产生的能量，从而使得内力得到重新分布。钢筋混凝土的梁柱如果受到比较大的剪力时，常常会遭到脆性剪切的破坏。剪强弯弱的控制措施还有关键一点是，在设计框架梁与柱之时，要人为地给予加大柱端与梁端等部位的组合剪力值，这样可以让结构即使受到大震也不会先产生剪切破坏[2]。
2. 隔震控制技术
运用隔震控制措施可以隔离地震对土木建筑结构产生的作用。在实际中隔震体系一般建立在土木建筑结构底部跟基础顶面之间，让上部结构跟基础进行分离。运用隔震体系可以隔离和防止地震波沿着土木建筑结构进行输入，从而延长土木结构的基本周期，有效降低土木建筑物对地震的强烈反应，使隔震系统可以承担不同的地震能，进而达到减震的作用。一般来说，土木建筑物之刚度比较大且周期比较短，则地震时输入土木建筑物中的加速度就会比较大，因此假如采取相关的措施来加大和延长土木结构的基本自振的周期，让土木结构可以远离场地之卓越周期以及让结构之基频位于地震能量比较高之频段之外，则会起到降低土木建筑物之输入加速度的效果[3]。
目前，常用的隔震装置为橡胶支座以及铅芯橡胶支座。橡胶支座最先是使用在桥梁上，然后逐渐运用到建筑上。土木建筑结构中运用橡胶支座，能够隔离掉呈水平方向之运动分量，然而在垂直方向却可以保持不动，因此能够有效保护土木结构不受地震的破坏与伤害。铅芯橡胶支座这种装置是在橡胶支座上改进出来的。因为铅具的屈服点比较低，塑性变形的能力比较高 , 则可让铅芯橡胶支座之阻尼比得到提高（ 大概为20 % --30 % ）。 同时铅芯对具支座之吸能能力也可以提高，从而保证了支座具备一定的阻尼 ,也可以增加支座的初始刚度，有效控制风反应以及抵抗微震。
3.结构性减震技术
结构减震之思路就是按照土木结构之地震反应，运用自动控制的系统或者执行的系统，主动给予土木结构适量的控制力，从而可以达到降低地震对土木结构之各种负面影响。基于控制理论而言，结构减震之方式常用的有下面几种：第一，被动控制技术。这个方法是不需要外部能源之供给，主要有隔震跟减震2种方式[4]。第二，主动控制技术。这种技术需要系统给予能源，也称为有源的减震技术。
结构性减震技术具有多个优点：一是结构性抗震和减震能够有效防止土木结构由于受到地震作用而产生变形，可以尽量让非结构件受到比较更少程度的破坏，以在很大程度上降低震后之维修成本。二是能够减少结构部件遭到地震之影响，有效降低结构抗震之各种成本支出，大力提升结构抗震之可靠性。三是能够降低土木建筑震后之恢复费用[5]。
多年来结构减震在实践中得到广泛的应用，实践表明运用“隔震+消能”减震之技术完全能够烈度高、破坏力度大的的地震做到有效防范，可以有效降低土木结构在各级地震中所产生的加速度以及位移，还有速度等一系列不良的反应，进而有效减轻抑或消除土木结构部件之各种损坏，可以很好地保护好土木建筑工程。
4.结束语
总之，结构减震控制技术具有很强的科学性以及技术性。在土木工程结构设计当中运用减震控制措施，可以比较好地降低地震反应，因此值得进一步推广与应用。 笔者相信，随着土木工程结构的减震技术不断应用与发展，减震系统的造价成本不断得到减低，则减震房屋之经济效益与社会效益势必会越来越凸出，也会更加受到人们的青睐。
参考文献：
[1] 王卫勇 . 浅议结构减震在建筑中的应用 [J]. 山西建筑 , 2008,(19)
[2] 邱晓平 . 土木工程结构的抗震设计探讨 [J]. 林业科技情报 , 2007,(03)
[3] 闫建军 , 史忠亚 . 试论土木工程的结构抗震设防 [J]. 科技信息 , 2010,(18)
[4] 亓兴军,李小军,刘萍. 土木工程结构减震控制方法综述[J]. 工业建筑, 2006,(08) .
[5] 杜琨. 振动控制技术在土木结构工程中的应用[J]. 安徽建筑, 2005,(03) .
关键词: 土木工程；结构减震；措施
中图分类号：TQ336.4+2文献标识码： A 文章编号：
近几年来, 雅安地震、汶川大地震等大小级别的地震时有发生,严重影响了人们的生存质量。如何增强土木建筑工程抗地震能力显得尤为重要，也是一项重要的研究课题。过去运用增加结构刚度之抗震方法难以适应当今抗震减震的需要了。新型的土木工程结构减震措施如雨后春笋般地涌现，给我们人类带来了抗御地震的福音。目前常见的结构减震措施有混凝土结构抗震设计、隔震控制技术、结构性减震技术等。本文筆者结合实际，对上述3种措施进行了探讨。
1.混凝土结构抗震设计
在土木建筑的结构中发生震害的形式是梁轻柱重或者柱顶比柱底重，特别是在其角柱与边柱更加容易发生破坏。值得一提的是，当土木建筑中的柱侧一旦有强度比较高之砌体填充墙对其进行紧密嵌砌的时候，其柱顶剪切就会进一步受到破坏并且非常严重，遭到破坏的部位有可能会转移到窗洞的上下两处，也有能会让短柱遭到剪切破坏。所以，在土木建筑工程中运用混凝土结构的概念设计以及细部构造的设计方法对于当前抗御地震设计的方法以及将来的性能抗震的设计均将是非常重要[1]。
混凝土结构的抗震设计的工作原理为：第一，运用调整不同构建中的承载力之大小，建立屈服机制。这种机制主要是满足柱强但梁弱、墙肢强但连梁弱以及核心区强但构件弱。依照我国出台的有关抗震规范，运用调整土木结构的梁端的截面的受弯承载力以及调整柱端截面之正截面的承载力的大小来建立梁铰机制。 这种柱强梁弱的控制措施，主要是要让梁端铰可以比较早地产生，使得柱端之塑性铰可以产生较晚，最好让其不要出现。梁铰机制在实践中发现比柱铰机制更优，这是由于梁铰可以分散于土木建筑各层结构中，如果梁端已经完全形成塑性铰，则其结构还是难以形成机构，这样受震时不会立即倒塌。第二，运用合理调整土木建筑中各个构件斜截面与正截面的承载力之大小，来实现各个构件可以处于延性破坏的状态，这就是我们常说的剪强弯弱。土木建筑中的适筋梁以及大偏压柱当其正截面遭到破坏之时，能够获得比较好的延性，能够吸收与耗散地震产生的能量，从而使得内力得到重新分布。钢筋混凝土的梁柱如果受到比较大的剪力时，常常会遭到脆性剪切的破坏。剪强弯弱的控制措施还有关键一点是，在设计框架梁与柱之时，要人为地给予加大柱端与梁端等部位的组合剪力值，这样可以让结构即使受到大震也不会先产生剪切破坏[2]。
2. 隔震控制技术
运用隔震控制措施可以隔离地震对土木建筑结构产生的作用。在实际中隔震体系一般建立在土木建筑结构底部跟基础顶面之间，让上部结构跟基础进行分离。运用隔震体系可以隔离和防止地震波沿着土木建筑结构进行输入，从而延长土木结构的基本周期，有效降低土木建筑物对地震的强烈反应，使隔震系统可以承担不同的地震能，进而达到减震的作用。一般来说，土木建筑物之刚度比较大且周期比较短，则地震时输入土木建筑物中的加速度就会比较大，因此假如采取相关的措施来加大和延长土木结构的基本自振的周期，让土木结构可以远离场地之卓越周期以及让结构之基频位于地震能量比较高之频段之外，则会起到降低土木建筑物之输入加速度的效果[3]。
目前，常用的隔震装置为橡胶支座以及铅芯橡胶支座。橡胶支座最先是使用在桥梁上，然后逐渐运用到建筑上。土木建筑结构中运用橡胶支座，能够隔离掉呈水平方向之运动分量，然而在垂直方向却可以保持不动，因此能够有效保护土木结构不受地震的破坏与伤害。铅芯橡胶支座这种装置是在橡胶支座上改进出来的。因为铅具的屈服点比较低，塑性变形的能力比较高 , 则可让铅芯橡胶支座之阻尼比得到提高（ 大概为20 % --30 % ）。 同时铅芯对具支座之吸能能力也可以提高，从而保证了支座具备一定的阻尼 ,也可以增加支座的初始刚度，有效控制风反应以及抵抗微震。
3.结构性减震技术
结构减震之思路就是按照土木结构之地震反应，运用自动控制的系统或者执行的系统，主动给予土木结构适量的控制力，从而可以达到降低地震对土木结构之各种负面影响。基于控制理论而言，结构减震之方式常用的有下面几种：第一，被动控制技术。这个方法是不需要外部能源之供给，主要有隔震跟减震2种方式[4]。第二，主动控制技术。这种技术需要系统给予能源，也称为有源的减震技术。
结构性减震技术具有多个优点：一是结构性抗震和减震能够有效防止土木结构由于受到地震作用而产生变形，可以尽量让非结构件受到比较更少程度的破坏，以在很大程度上降低震后之维修成本。二是能够减少结构部件遭到地震之影响，有效降低结构抗震之各种成本支出，大力提升结构抗震之可靠性。三是能够降低土木建筑震后之恢复费用[5]。
多年来结构减震在实践中得到广泛的应用，实践表明运用“隔震+消能”减震之技术完全能够烈度高、破坏力度大的的地震做到有效防范，可以有效降低土木结构在各级地震中所产生的加速度以及位移，还有速度等一系列不良的反应，进而有效减轻抑或消除土木结构部件之各种损坏，可以很好地保护好土木建筑工程。
4.结束语
总之，结构减震控制技术具有很强的科学性以及技术性。在土木工程结构设计当中运用减震控制措施，可以比较好地降低地震反应，因此值得进一步推广与应用。 笔者相信，随着土木工程结构的减震技术不断应用与发展，减震系统的造价成本不断得到减低，则减震房屋之经济效益与社会效益势必会越来越凸出，也会更加受到人们的青睐。
参考文献：
[1] 王卫勇 . 浅议结构减震在建筑中的应用 [J]. 山西建筑 , 2008,(19)
[2] 邱晓平 . 土木工程结构的抗震设计探讨 [J]. 林业科技情报 , 2007,(03)
[3] 闫建军 , 史忠亚 . 试论土木工程的结构抗震设防 [J]. 科技信息 , 2010,(18)
[4] 亓兴军,李小军,刘萍. 土木工程结构减震控制方法综述[J]. 工业建筑, 2006,(08) .
[5] 杜琨. 振动控制技术在土木结构工程中的应用[J]. 安徽建筑, 2005,(03) .