日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(26)

基于带外生变量的自回归（ARX）模型的识别结果，在这些地震及其余震下，最低控制模态的等效阻尼比约为7%。通过被应用于风向观测的随机减量（RD）技术，将未进行半主动控制的阻尼比评估为1%。

图23 在2004年和2007年两次新潟地震中，安装在万代大厦第五层楼上的半主动阻尼器的冲程-控制力关系：（a）2004年10月23日，中越-新潟（新潟县）地震；（b）2007年7月16日，新潟县中越冲地震
为了将来能继续增强系统的实际应用，监测和验证已安装的结构控制系统是非常重要的。我们建议对主动和半主动控制的现有结构进行连续监测，并记录其在动态载荷下的响应。对观测记录的长期积累和相应分析有助于结构控制中的健康监测。基于观测数据的控制验证应当被广泛推广并向公众公开。
（二）被动控制系统验证的监测
被动控制被认为是进行大规模刺激时最有用的技术，因为它既不需要外部能量供应，也不需要基于振动测量的计算。实际上，被动控制的应用范围远远超过了主动控制和半主动控制的应用范围的总和。但是，在2011年东日本（东北地区）地震（Mw = 9.0）之前，被动控制的有效性很难被确认，因为这种系统不需要监测系统来进行振动控制；另外，在这些地区还未发生过中等强度地震和大地震，而且这些地区的许多建筑物都有被动控制系统。考虑到实际应用数量，目前，振动监测在被动控制建筑物中还没有得到广泛应用。
在2011年3月7日，即东日本（东北地区）大地震发生的前四天，在由日本建筑学会（Architectural Institute of Japan，AIJ）主办的一次专题讨论会上，有学者提供了几篇有关被动控制验证的报告。在专题讨论会上，专家们建议，在大地震下应通过实际的测量记录来验证被动控制。在20世纪初期，日本修订了Building Standard Law（BSL）以适应基于性能的设计，这就要求结构设计师和工程师要检查建筑物的性能是否符合设计要求。设计师和工程师可以通过观测和相应的分析来进行确认。