高层建筑结构中结构震动控制的科学应用

摘要：中国位于两大板块交界处，地壳运动比较活跃，是地震多发的国家，另外，近年来我国经济迅猛发展，全国各地高层建筑拔地而起。由于高层建筑体积庞大，所承载的人员、财产密集，大地震带来的人员伤亡和经济损失越来越大。由历次地震灾害分析来看，高层建筑结构倒塌是造成人员伤亡和经济损失的根本原因。土木工程结构能够有效地减轻结构在地震等外力作用给建筑物带来的损伤，是目前用得比较广泛的防震减灾的方法。
　　关键词：高层建筑结构震动控制 抗震性
　　　一、高层建筑结构的震动控制
　　高层建筑结构的震动控制是以结构的减震为研究目的的，分为主动控制与被动控制。其中在，主动控制是通过控制器向结构施加控制能量，而被动控制则是通过实施隔震吸能器等结构来减少结构的动力反应，从而达到减震的目的。主动控制可以对结构进行合理控制，但是需要输入能量，这不仅对技术要求高，费用也相当昂贵，因此目前很少有用这种方法的；被动控制虽然具有一定的局限性，但不需要外力支持，造价也比较低，因此得到广泛应用。于此同时，还有以被动控制为主，主动控制为辅的说法，即混合控制。
　　在目前，被动控制分为基础隔震、耗能隔震以及吸能减震三种。基础隔震是是一种有效的抗震技术，发生地震时能够有效地保护建筑物的结构和内部设置，是通过隔震装置或减震装置来延长整个建筑物结构体系的自振周期，减小地震对建筑物上部输入的能量，从而达到预期的减震要求。耗能减震技术是通过在结构上设置耗能装置，地震发生时，通过局部变形来提供阻尼，从而消耗建筑物上部结构的能量，这种技术适用范围广泛。另外还有一种是被动调谐减震，这种控制体系由结构和其子结构组成，通过子结构的特性调节子结构的自振频率，从而使主结构的反映减弱并受到控制。
　　主动控制是一种通过外界提供能源来实现其震动控制的方法，这种控制技术理论上可以应用于任意结构的震动控制，其减震效果比被动控制好。它是现代控制理论与自动控制技术相结合应用于结构抗震的一种高新技术，由于这种技术需要外界提供能源，成本特别高，所以没有得到广泛应用。
　　半主动控制是少量外加能源的控制，控制力由控制装置自身的运动产生，在控制的过程中，控制装置可以充分利用外界能源对自身参数进行主动调节，从而起到了调节控制力的作用。这种控制措施充分利用了被动控制与主动控制的优势，比单种控制具有更高的可靠性。
　　混合控制系统是一种杂交控制系统，在结构