技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑结构振动控制技术领域，具体是涉及一种既有建筑结构寄生性振动控制方法。
背景技术
[0002] 针对既有建筑结构，包括工用、民用建筑以及构筑(造)物建筑工程，当发生振动
水平超标或者有害振动严重影响建筑结构使用时，必须采取隔振、减振或者振动控制措施。而目前，振动控制措施或者振动加固改造方法，需对既有建筑结构进行较大程度地拆除、加固和改造，其具有以下
缺陷：
[0003] 1)既有建筑结构扰动大，不利于原结构功能保持：由于需要对既有建筑结构进行拆除、加固和改造，建筑原始功能势必将减小、削弱甚至失效，不利于既有建筑功能的延续发挥，出现顾此失彼的情况；
[0004] 2)经济耗费巨大，易造成生命财产威胁：由于既有建筑结构的结构特性、
力学特性以及内属设备工艺特性已经形成，如若在对建筑结构产生巨大扰动的前提下，对其采取隔振、减振以及振动控制措施，其设计、施工、管理等
费用较大，造成巨大的经济浪费，与此同时，对建筑内的人员、设备及其它配套设施也会造成影响，引起生命财产安全隐患；
[0005] 3)扰动后的建筑结构，振动控制效果往往不理想：对既有建筑结构进行扰动后，原结构的
质量、
刚度、自振
频率等固有振动特性都将与原始设计发生较大变化，在此
基础上，施行隔振、减振和振动控制，其效果往往达不到理想标准，甚至会造成振动控制力作用于建筑结构上的负面效应。
发明内容
[0006] 为了解决以上问题，本发明提供以下技术方案：
[0007] 一种既有建筑结构寄生性振动控制方法，包括：
[0008] 对所述既有建筑结构进行振动测试，以确定需要进行振动控制的结构部分，其中，所述需要进行振动控制的结构部分包括建筑结构的基础、
底板、构件及内属工艺设备；
[0009] 在保留既有建筑结构基本不变的情况下，对所述需要进行振动控制的结构部分进行延展性处理，以实现寄生性振动控制，
[0010] 所述延展性处理包括：
[0011] (1)对既有建筑结构的基础进行延展性处理，用以增加质量和刚度；
[0012] (2)对既有建筑结构的底板进行延展性处理，以降低、隔断环境振动从建筑底板向上传递，包括：利用
钢弹簧对建筑底板进行顶升以及利用内嵌式气浮元件对建筑底板进行隔振；
[0013] (3)对既有建筑结构的构件进行延展性处理，包括：利用阻尼斜撑对梁柱构件进行加固；对弱柱
位置进行包钢处理以增大截面从而提高柱构件的刚度；
[0014] (4)对既有建筑结构的内属工艺设备进行延展性处理，包括：对内属工艺设备的结构进行优化改造或采取减振
支撑或对内属工艺设备进行微型主动控制。
[0015] 进一步地，所述需要进行振动控制的结构部分还包括特殊建筑结构的整体，所述特殊建筑结构包括：大跨楼盖结构、高耸结构、超长结构。
[0016] 进一步地，所述高耸结构的延展性处理包括增设
调谐质量阻尼器。
[0017] 进一步地，所述超长结构的改造延展性处理：对超长结构进行分段拓宽，以增加其刚度。
[0018] 进一步地，其中，所述大跨楼盖结构的延展性处理包括增设耗能支座。
[0019] 进一步地，所述内属工艺设备的结构包括：几何尺寸、材料力学特性、最优布置位置。
[0020] 有益效果：本发明基于寄生性特性，基本保留既有建筑结构、力学以及内属设备工艺特性，振动控制紧密围绕延展性处理，将振动控制措施、振动控制装置寄生在既有建筑结构上，可实现原有结构功能特性与新增振动控制装置协同工作，同时达到了对既有建筑的高效隔振、减振或振动控制的目的。
附图说明
[0021] 图1为一种既有建筑结构寄生性振动控制方法的流程示意图；
具体实施方式
[0022] 下面结合
实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
[0023] 寄生性理念来源于
生物医学概念，其意义是寄生物为了自身生长发育而必须从活体寄主的细胞和组织中获取生活物质(水分、养分等物质)的生物特性；既有建筑的“寄生性”振动控制概念，是基于
仿生学概念提出，具有学科交叉的创新性；此外，该种概念完全符合既有建筑振动控制的现实理念。
[0024] 寄生性振动控制，即是所设计、安装的振动控制措施或装置，能够较好地寄生于既有建筑之上，即不对原建筑结构造成消极破坏，反之，会较大程度地降低建筑结构及内属设备的振动水平；建筑结构给予振动控制装置提供“优良生存环境”，振动控制措施反哺建筑结构良好的“振动抑制水平”。
[0025] 参见
流程图1，本发明提供的一种既有建筑结构寄生性振动控制方法，包括：
[0026] 对所述既有建筑结构进行振动测试，以确定需要进行振动控制的结构部分；
[0027] 既有建筑结构存在已固定的结构形式、已固成的结构构造措施、已
固化的结构动力特性以及已固结的建筑工艺设备，其与振动控制“三要素”，即振源、传递路径和影响对象紧密相关。其中，振源是指围绕建筑结构已固化的结构动力特性(外界振动荷载或者内在人行荷载等引起的建筑结构振动)；传递路径主要指建筑结构存在已固定的结构形式、已固成的结构构造措施；影响对象主要指建筑结构内已固结的工艺设备。
[0028] 根据三个振动控制的因素，即振源、传递路径和影响对象，分别对所述既有建筑结构进行振动测试，以确定需要进行延展性处理的结构，其中，所述需要进行振动控制的结构部分包括建筑结构的基础、底板、构件及内属工艺设备；
[0029] 在保留既有建筑结构基本不变的情况下，对所述需要进行振动控制的结构部分进行延展性处理，以实现寄生性振动控制，
[0030] 所述延展性处理包括：
[0031] (1)对既有建筑结构的基础进行扩展，基础是将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分，是建筑地面以下的承重构件，它承受
建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上，通过对既有建筑结构的基础进行扩展，用以增加其质量和刚度，达到减振、隔振以及振动控制的目的；
[0032] (2)对既有建筑结构的底板进行处理，以达到降低、隔断环境振动从建筑底板向上传递，例如可以采用内嵌式气浮型底板，即通过在底板中嵌入气浮元件，并通过气浮元件对建筑底板进行隔振，其中，所述气浮元件本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，或者利用钢弹簧对建筑底板进行顶升；
[0033] (3)对既有建筑结构的构件进行处理，例如可以利用阻尼斜撑对梁柱构件进行加固，在梁柱中设置斜支撑，形成空间桁架，可以有效增大结构的刚度和增大结构的抗震能力，通过斜撑，
地震水平力变成柱的轴向力传给基础、地基，通过阻尼器斜支撑，可以最大限度地利用结构材料，是高效经济的抗震结构构件；
[0034] 进一步地，可以对弱柱位置进行包钢处理。对于
框架结构的建筑，柱端破坏要比梁端破坏产生更严重的后果，框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于梁端出现塑性铰，就会产生较大的
层间位移，甚至出现同层柱上下端同时出现塑性铰的，从而危机结构承受垂直荷载的能力。为了推迟柱端塑性铰的出现，在框架柱的设计中，应使梁端首先出现塑性铰，梁先屈服。当既有建筑结构中已经出现弱柱的情况，可以对弱柱位置进行包钢处理，以增大截面，从而提高柱构件的刚度，以达到振动控制的目的。
[0035] (4)对既有建筑结构的内属工艺设备进行处理，例如可以包括以下几个技术方案：
[0036] 通过对内属工艺设备的结构进行优化改造，如针对内属工艺设备的几何尺寸、材料力学特性(如惯性矩等)、最优布置位置等进行优化，以降低环境振动对其扰动水平；
[0037] 对内属工艺设备采取减振支撑，对于不同的工艺设备可以采取不同的减振支撑，如针对动力设备，可以采取钢弹簧加阻尼器以及采取动力吸振器的方式，针对振敏设备，可以采取被动空
气弹簧或者主动空气弹簧振动控制的方式；
[0038] 内属工艺设备采取微型主动控制减振，振动的主动控制是利用现代控制技术，对外部扰动和结构进行实时
跟踪和预测，并通过对结构施加控制力来改变结构特性，使系统性能指标满足一定的优化准则，达到消除或减少振动的目的。采用主动控制系统来降低物体或结构之间的振动传递，被支承设备有更好的静态
稳定性和动态性能，对高精密或者超精密设备，例如针对空间光学、生物医学等设备，可以采取微型主动控制的方式实现减振。
[0039] 进一步地，所述需要进行振动控制的结构部分还包括：特殊建筑结构的整体，其中，所述特殊建筑结构包括：大跨楼盖结构、高耸结构、超长结构。
[0040] 进一步地，所述大跨楼盖结构的处理包括增设耗能支座，通过在大跨楼盖的基础与上部结构之间基底设置耗能支座，适当增加结构的柔性，延长结构的自振周期，同时提供适当的系统阻尼，使结构
加速度反应大大减少，结构的位移主要集中于耗能支座，而不是结构自身的位移来承担，有效隔离振动
能量向上部结构的传输，减轻上部结构的振动，从而降低振动作用。
[0041] 进一步地，所述高耸结构的处理可以通过增设调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器，是在高耸结构的顶部或上部某位置上加上惯性质量，并配以弹簧和阻尼器与主体结构(高耸结构)相连。调谐质量阻尼器的振动频率接近主结构的频率，控制策略为应用子结构与主结构控制振型共振达到动力吸振的目的，应用阻尼结构不断消耗主结构和子结构的能量来降低主结构的动力响应，以达到减振作用。
[0042] 进一步地，所述超长结构的处理包括：对超长结构进行分段拓宽，以通过增加其刚度，实现有效振动控制。
[0043] 上述延展性处理均基本保留了既有建筑结构已固定的结构形式、已固成的结构构造措施、已固化的结构动力特性以及已固结的建筑设备工艺。然后在延展性处理的基础上开展新增振动控制装置的安装和实施。其中，整体振动控制的安装和实施均紧密围绕既有建筑结构特性、构造措施、力学特性以及内属设备工艺的延展性开展，不对既有建筑结构采取大幅拆除、装饰或改造，而尽可能地将振动控制装置安置于延展性处理后的结构之上，以实现寄生性振动控制，且所述寄生性振动控制均需满足振动控制需求，具体可以参见本领域振动控制的标准。
[0044] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本
说明书内容不应理解为对本发明的限制。
