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1.被動控制系統的分類

被動調諧技術主要包括被動調頻質量阻尼器（TMD）、調頻液體阻尼器（TLD）、液壓質量振動控制系統(HMS)和懸吊質量子系統等。這類技術的共同點都是使地震輸入結構的能量部分轉移到附加的子系統上，從而達到減小主體結構振動響應的目的。

2．被動控制中典型裝置及其工程應用

2.1耗能器控制（DissipatorsControl）

（1）鉛擠壓耗能器（LeadCompressionDissipator）

它是由外筒、可動軸和鉛組成。由于鉛是一種結晶金屬，當發生塑性變形時，其晶格被拉長并錯動，此時一部分能量將轉化為熱量；另一部分能量為促進再結晶而消耗，使金屬返回非變狀態。鉛擠壓阻尼器已被廣泛應用于基礎隔震中的阻尼器和多層建筑中的耗能器。新西蘭的幾座橋梁的隔震中應用了鉛擠壓阻尼器；在日本，鉛擠壓阻尼器被用于一幢17層的鋼框架結構中。

（2）摩擦耗能支撐（Friction-DampedBracedFrame）

摩擦耗能裝置是可滑動而改變形狀的機構。該裝置按正常使用荷載及小震作用下不發生滑動設計；在強風或強震作用下，其主要構件尚未屈服時裝置滑移，以摩擦功耗能，并改變了結構的動力特性，達到減振目的。

2.2被動調頻質量阻尼器（PassiveTunedMassDamper，簡稱PTMD或TMD）

被動TMD主要是增加質量，降低結構自振頻率，增大阻尼，降低結構的振動反應。它可以從根本上消除鞭梢效應。對結構的地震反應來說，質量阻尼器能有效地控制結構高振型的影響，減小結構基底剪力。對結構風振反應來說，質量阻尼器能有效地減小結構頂部的加速度反應。調頻質量阻尼器的具體應用，已有不少實例，如1971年建于澳大利亞的悉尼電視塔，它的底座為多層鋼筋混凝土大樓，都安裝了調頻質量阻尼器。此外，調頻質量阻尼器在大跨結構中也有不少應用。

2.3調頻液體阻尼器（TunedLiquidDamper，簡稱TLD）

自70年代初有人提出用TMD來增加結構的阻尼，吸收結構的振動能量以來，TMD（主動或被動）已被日本、美國、澳大利亞等國用于實際工程中。然而TMD也存在一些問題，如：對微小振動靈敏度不高；維持它運作的費用較高等等。1987年Sato等人提出了一種新型的被動控制裝置，調制液體阻尼器（簡稱TLD）。當結構在外界干擾時盛在容器中的液體產生晃動并引起波浪。這種水和波浪對容器的動壓力差就構成了對建筑物的減振力。調頻液體阻尼器在日本有廣泛的應用，最著名的是日本長崎機場指揮塔和日本橫濱導航塔。

2.4斜掛彈簧質量阻尼器（TunedSpringDamper，簡稱TSD）

高聳結構，特別是鋼結構電視塔這樣一種高柔結構物，在脈動風作用下，動力響應非常顯著，如果不對它實施控制，基本上時無法正常使用的。一般研究和應用得較多的控制裝置是TMD，可是TMD的質量塊較重，占用空間較大，一般很難安裝在電視塔天線段上。根據TMD的控制原理，提出了調頻彈簧阻尼器（簡稱TSD），它是由TMD演化而來的，而與TMD又不完全相同。TSD具有以下優點：

（1）它能控制多方向的振動。

（2）質量塊較輕，不會影響結構本身的動力特性。

（3）裝置簡單，安裝方便，不需要附屬設備。

（4）占用空間小，可直接裝在天線段，從而控制點與結構振型最大點重合，這是TMD所不能達到的。目前，關于TSD仍還有許多問題尚待研究。

2.5其他被動控制

例如用局部減振回轉儀來穩定懸索橋的扭轉振動。圖4若去掉控制器，僅在框架上安裝預應力斜支承，稱為被動錨索控制。

3.動控制的局限性結構被動控制有一定的局限性。對于隔震技術：

（1）在類場地土上采用隔震體系是不安全的，長周期地震動將給隔震建筑帶來不利影響；

（2）隔震技術只能應用于高度較低、高寬比較大的結構物；

（3）隔震不能進行建筑結構的風振控制。消能減振技術是將地震輸入結構的能量引向特別設置的機構或元件加以吸收和耗散，這比傳統的依靠主體結構本身及其節點延性耗散地震能量相比顯然更加合理。但消能元件往往是主體結構的一個組成部分并不能完全避免主體結構出現塑性變形因而無法克服“延性結構”設計的缺陷。

作者：羅敏單位：廣州城建開發設計院有限公司