張開(kāi)銘 劉天鵬

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，推動(dòng)了建筑工程行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也提升了建筑施工的技術(shù)水準(zhǔn)。伴隨對(duì)振動(dòng)理論的非線性控制和結(jié)構(gòu)時(shí)變的探索；以及主動(dòng)控制使得時(shí)滯鉆研，振動(dòng)器、傳感器位置和數(shù)目的優(yōu)化研究，這是推動(dòng)結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。本文將簡(jiǎn)要分析在建筑工程施工過(guò)程中震動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的必要性，進(jìn)而探討震動(dòng)控制技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑工程施工；振動(dòng)控制技術(shù)；必要性；發(fā)展

建筑工程施工中的振動(dòng)控制技術(shù)，就傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，是通過(guò)加強(qiáng)自身結(jié)構(gòu)的性能來(lái)達(dá)到抗震的目的，這樣的方法所產(chǎn)生的作用和安全性相對(duì)較低，同時(shí)根據(jù)傳統(tǒng)方法所構(gòu)成的抗震性能結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行自我調(diào)節(jié)與我控制，因此，在這種不確定的狀態(tài)下，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的安全性無(wú)法得到有效的保障。對(duì)此，在當(dāng)前，必須要采用振動(dòng)控制技術(shù)來(lái)滿足人們對(duì)于建筑物高品質(zhì)的需求，同時(shí)在振動(dòng)控制技術(shù)下建筑工程的發(fā)展得到了有益的推動(dòng)，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文將對(duì)振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。

一、建筑工程施工中振動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的必要性

伴隨城市化速度的不斷加快，振動(dòng)控制技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展中越發(fā)顯得重要。第一，在建筑工程的施工中使用振動(dòng)控制技術(shù)有利于減少結(jié)構(gòu)在流水、地震、風(fēng)、海浪、車輛等等動(dòng)力作用下造成的損傷，有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的防災(zāi)抗震能力。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)引起了工程行業(yè)的廣泛重視，是一種新型的抗震技術(shù)。第二，在建筑工程施工中使用振動(dòng)控制技術(shù)，能夠促進(jìn)輸入結(jié)構(gòu)中地震能量的耗散。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都先后展開(kāi)了對(duì)結(jié)構(gòu)控制的鉆研，即是在結(jié)構(gòu)上加入控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)共同抗御荷載的作用，使得結(jié)構(gòu)在大地震的作用下能夠進(jìn)入非彈性狀態(tài)時(shí)還能具備一定的延伸性，這也是為了耗散輸入結(jié)構(gòu)中的地震能量。同時(shí)該技術(shù)的理論簡(jiǎn)單、機(jī)理明確，對(duì)于不同烈度與結(jié)構(gòu)的抗震要求都能夠使用。結(jié)構(gòu)的控制可以分為主動(dòng)、半主動(dòng)、智能控制、基礎(chǔ)隔震、被動(dòng)耗能減震[1]。

二、建筑工程施工中的振動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用分析

（一）主動(dòng)控制

針對(duì)主動(dòng)控制的研究包含了數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、隨機(jī)振動(dòng)、機(jī)械工程、材料科學(xué)、生物科學(xué)、結(jié)構(gòu)工程，這是交叉性較強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科。主動(dòng)控制即是采用現(xiàn)代化的控制技術(shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)反應(yīng)和輸入地振動(dòng)實(shí)現(xiàn)練級(jí)的預(yù)測(cè)與跟蹤，并且采用作動(dòng)器對(duì)結(jié)構(gòu)增加控制力，從而使得結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性質(zhì)產(chǎn)生一定程度的裱花，最終使得結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)都能夠得到優(yōu)化，使其能與優(yōu)化的準(zhǔn)則達(dá)成一致，從而達(dá)到降低且抑制結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的控制方法。結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制比被動(dòng)控制產(chǎn)生的效果更為顯著，但是由于在進(jìn)行主動(dòng)控制是，需要輸入大量的外部能源，另外，設(shè)備的成本相對(duì)較高、時(shí)性非常復(fù)雜、系統(tǒng)的可靠性也存在一些問(wèn)題等原因，因此，我國(guó)在主動(dòng)控制的研究中，必須要集中研發(fā)探索控制裝置、主動(dòng)控制算法、仿真分析效果等內(nèi)容[2]。

主動(dòng)控制主要是由外加入能源產(chǎn)生主動(dòng)施加的控制力，振動(dòng)控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)在于如何科學(xué)的選擇控制力的施加規(guī)律，使得結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的控制力的效果能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。主動(dòng)控制包含了兩種方式，開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。主動(dòng)開(kāi)環(huán)控制的方式是對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)輸入進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)擾動(dòng)輸入顯示的情況得出控制的規(guī)律；閉環(huán)控制的方法要求產(chǎn)生一定程度的控制作用，以此控制結(jié)構(gòu)的震動(dòng)，通過(guò)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸出反饋或者狀態(tài)反饋，閉環(huán)控制下能夠保持連續(xù)的高效控制并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具備有效的抗干擾能力，并且在線的計(jì)算量也比較龐大。

（二）混合控制

混合控制結(jié)合了集中控制方法的優(yōu)勢(shì)。結(jié)構(gòu)的智能化控制可分為兩種。其一，采用智能控制算法達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)控制母的，比如說(shuō)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法、模糊控制等，與主動(dòng)控制不同的地方在于無(wú)需控制增益之間的關(guān)系，使用智能控制算法來(lái)確定輸入反饋與輸出反饋以及精確的結(jié)構(gòu)模型，但是，就控制力來(lái)說(shuō)，依然需要輸入大量的外部能量，有作動(dòng)器去實(shí)現(xiàn)；其二，智能驅(qū)動(dòng)和智能阻尼裝來(lái)達(dá)到智能控制，比如說(shuō)采用形狀的記憶材料、磁致伸縮材料、點(diǎn)、壓電材料、磁流變液體等智能驅(qū)動(dòng)的材料與器件，控制的原理與主動(dòng)控制的原理相近，但是實(shí)施控制力的作動(dòng)器卻是采用智能材料做的智能阻尼器或智能驅(qū)動(dòng)器。

由于混合控制綜合了幾種方法的優(yōu)點(diǎn)，所以控制效果尤為顯著，發(fā)展具備一定的優(yōu)勢(shì)，并前景廣闊?；旌峡刂朴芍鲃?dòng)控制和被動(dòng)控制聯(lián)合組成，混合控制可以使用主動(dòng)控制來(lái)達(dá)到控制效果顯著的目的，還能夠使用被動(dòng)控制達(dá)到耗散大量震動(dòng)能量的目的，在混合控制中，充分的結(jié)合使用了主動(dòng)控制與被動(dòng)控制的有點(diǎn)，使得被動(dòng)控制和主動(dòng)控制相互協(xié)調(diào)、共促工作，比單獨(dú)使用某一方法產(chǎn)生的效果更好，并且更加節(jié)約能量，工程使用價(jià)值非常大。較為典型的混合控制設(shè)置有主動(dòng)控制與耗能減震結(jié)合、錨索系統(tǒng)與鎮(zhèn)定錨索控制系統(tǒng)結(jié)合、主動(dòng)控制與基礎(chǔ)隔震結(jié)合、TMD與AMD結(jié)合[3]。相結(jié)合所產(chǎn)生的優(yōu)秀的混合控制方案，在兩種被動(dòng)的控制方法作為結(jié)構(gòu)的保護(hù)裝置時(shí)，主動(dòng)控制系統(tǒng)回座位結(jié)構(gòu)抵御地震的原件，是結(jié)構(gòu)遭受破壞之前的最后一道保護(hù)膜；被動(dòng)控制作為整個(gè)系統(tǒng)的主體，主動(dòng)控制降低了對(duì)被動(dòng)控制系統(tǒng)的限位控制，并為被動(dòng)控制系統(tǒng)提供了恢復(fù)所需要的能量。

三、結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前建筑工程施工中控制技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)中仍然存在著一些問(wèn)題需要改進(jìn)與完善，傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)雖然能夠通過(guò)加固自身達(dá)到抗御的效果，但是實(shí)際作用于安全性無(wú)法得到十足的保障，有較大的不確定性。所以，在當(dāng)下，要采用振動(dòng)控制技術(shù)滿足當(dāng)下建筑施工的需求，必須要加強(qiáng)研發(fā)，加上當(dāng)下的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)十分顯著，只要推進(jìn)廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景必然一片光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]任俊杰.淺談建筑工程施工中的振動(dòng)控制技術(shù)及其發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（20）.

[2]羅鋒.淺談建筑工程施工中的振動(dòng)控制技術(shù)及其發(fā)展[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（23）.

[3]吳厚勇.探析土木建筑工程施工的振動(dòng)控制技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（16）.