Виброзащита зданий, сооружений, их элементов и конструкций может выполняться несколькими способами:
путём уменьшения уровней колебаний, вызываемых различными источниками — снижение виброактивности источников
В частности, снижение виброактивности оборудования с динамическими нагрузками может выполняться путем балансировки, уравновешивания неуравновешенных вращающихся частей (шкивов, валов, шпинделей и др.), внедрения в конструкцию оборудования материалов с высокими демпфирующими свойствами.
изменением конструкции объекта — внутренняя виброзащита объекта;
путём установки между объектом и источником колебаний дополнительных конструктивных элементов (в частности, виброизоляторов, демпферов) — виброизоляция объекта; этот метод основан на ослаблении связей защищаемой системы с другими системами.
Существует два метода защиты зданий и сооружений от вибрации: активный, применяемый к источнику вибрации и называемый виброизоляцией в источнике, и пассивный, применяемый в здании, подвергающемся воздействию вибрации, и называемый виброзащитой.
К системам пассивного виброгашения можно отнести динамические гасители колебаний и демпферы. Динамические гасители колебаний применяются, в частности, в уникальных конструкциях и в высотных сооружениях, также в башнях и мачтах (Кантонская телебашня в Гуанчжоу, Китай) в пешеходных и автомобильных мостах.
Пассивные методы виброзащиты, связаны с использованием инерционных, упругих, диссипативных и других пассивных элементов. Особенностью простых пассивных виброзащитных систем является то, что на собственной резонансной частоте амплитуда колебании и связанные с ней ускорения значительно превышают уровень возмущающих воздействий на основании. Обычно эффективность виброзащиты пассивных систем проявляется при частотах возмущающего воздействия, несколько превышающих резонансную частоту.
Снижение резонансной частоты в результате уменьшения жесткости упругого элемента имеет ряд ограничений эргономического и технического характера [8] . Поэтому даже самые совершенные пассивные виброзащитные системы, применяемые в настоящее время, обеспечивают эффективное виброгашение частот, составляющих 3 Гц и более
Активные виброзащитные системы представляют собой следящие системы, которые осуществляют движение каркаса и объекта виброзащиты в противофазе относительно вибрирующего основания. Эти системы стремятся обеспечить абсолютную в вертикальном направлении неподвижность объекта виброзащиты при наличии вертикальных перемещений основания.
Как и всякие следящие системы, активные виброзащитные системы требуют для функционирования подвода энергии. Эта особенность и объясняет, почему подобные системы называют активными. Кроме того, активность системы связана также с принудительным перемещением объекта виброзащиты относительно вибрирующего основания на основании информации или сигналов управления, снимаемых с соответствующих датчиков.
Несмотря на относительную сложность и более высокую стоимость по сравнению с пассивными системами, активные системы виброзащиты имеют ряд достоинств, позволяющих прогнозировать их широкое применение в тех случаях, когда пассивные подвески не могут обеспечить эффективной виброзащиты, особенно низкочастотной.
Применение активных систем позволяет получить:
— очень малую жесткость при колебательном возбуждении (с собственной частотой, значительно меньшей, чем у обычных пассивных систем);
— высокую жесткость по отношению к постоянно действующей нагрузке;
— нулевые статические смещения;
— возврат изолируемой массы в исходное положение при стационарной и случайной нагрузках;
— независимость работы системы от изменения изолируемой массы;
— одно- и двухстороннюю характеристики жесткости;
— требуемые формы амплитудно-частотных характеристик;
— возможность адаптивного управления путем использования упреждающей обратной связи.