日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(27)

在2011年东日本（东北地区）大地震之后，日本隔震学会（Japan Society of Seismic Isolation，JSSI）下的振动控制委员会（Vibration Control Committee）开始研究基础隔震建筑物和振动控制建筑物的实际性能。该委员会共收到了有关327座基础隔震建筑物和130座振动控制建筑物（基础隔震建筑物除外）的问卷答复。按照JMA十级地震强度等级，大约有100座受振动控制的建筑物在主震超过“低5级”的地区。“低5级”等级来源于最小地震等级的第六个等级，而且该等级在0.5~5.0 s的频率范围内的峰值加速度约为50~100 cm·s–2 。报告指出，在地震期间，研究人员对15座受振动控制的建筑物的结构响应进行了记录，并对其中的11座建筑物进行了系统识别，以识别其自然周期、相应的阻尼比及不受控制的地震响应等。
AIJ下设的结构控制小组委员会要求政府向公众公开建筑物中控制系统的验证结果，已验证的建筑物总数略超出了JSSI报告所列出的数量。近年来，日本带有振动监测系统的建筑物数量有所增加。但是，大多数振动监测系统所记录的数据并没有向公众或研究人员开放。
图24显示了主震下被动控制建筑物在第一振动模态下的等效线性自然周期和相应的阻尼比。与图22不同，图24显示了基于参考基准的等效阻尼比。一个图表示结构中一个受控的水平方向。动态特性的评估可以通过ARX模型或子空间系统识别来进行。在识别中，输入信号是第一层或底层的加速度，而输出信号是高层的加速度。因此，图中描述的阻尼效果是建筑物阻尼和已安装的被动控制装置的结果。对于被动控制系统，将等效阻尼比划分为附加阻尼和结构阻尼是不太可能的。每个图代表了主震下的平均值。报告中的建筑物都是具有典型楼层平面图的多层结构，且已安装的被动控制设备被分为磁滞阻尼器、屈曲约束支撑、黏性阻尼器和液压油阻尼器。被动控制装置在两个相邻建筑物之间不包含任何联合阻尼器。这里需要指出，考虑到它们的方差较大，要为识别结果找到一个好的回归曲线是不可能的。
所示曲线可作为了解控制效果总体趋势的一个参考。