华中科技大学
硕士学位论文
基于LS-DYNA的新型棚洞板耗能减震分析
姓名：周继云
申请学位级别：硕士
专业：固体力学
指导教师：李振环
2011
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摘 要
我国西部山区是地质灾害多发的地区，由地震、滑坡、泥石流等地质灾害引发的山体崩塌、滚石抛落的灾害时常发生，造成的桥墩砸断、公路瘫痪事故日益突出，因而对滚石灾害进行防护研究有着非常重要的工程意义。
棚洞板防护结构，凭借低廉的成本和较好的力学性能被广泛用于滚石灾害防护。Tonello I.C.Office在2001年提出了新型棚洞板耗能器结构-SDR（Structurally Dissipating Rock-sheds），它由钢筋混凝土板（不覆盖缓冲垫层）和支撑混凝土板的圆柱壳吸能支座组成。
金属薄壁结构，凭借其价格低廉，良好的吸能性能和稳定性，在高速冲击碰撞中广泛被用作吸能构件。随着对圆柱壳的研究的成熟，学者们相继对方形、十字形等其他截面形式的薄壁结构以及层合圆柱壳，内填充泡沫等组合结构展开了研究。
本文以显式有限元理论(Explicit FEM)为基础，基于大型显式有限元程序LS-DYNA，对圆柱壳在冲击载荷下的屈曲变形和吸能关系进行了研究，在此基础上，对滚石冲击下的SDR结构进行多工况的三维参数化数值研究。计算结果表明：
1、相同长度、相同壁厚下,周长相等的十字形管和方形管的压溃力峰值大于方形内接圆形管；十字形管和方形管的压溃力平均值小于内接圆形管，相同质量下圆管吸能效果更好。
2、圆柱壳的屈曲模式决定了其吸能特性，圆柱壳的长径比、径厚比对其屈曲模式有着很大的影响。此外，圆柱壳的能量吸收值与材料的屈服应力成正比。
3、滚石正向冲击和斜向冲击中，当圆柱壳耗能器组数空间排布从四组增加至五组，混凝土板耗散的能量以及损伤程度均降低。
4、增加圆柱壳耗能器的壁厚可以提升棚洞板结构的耗能减震效果，当四组圆柱壳耗能器的壁厚增加为8mm，五组圆柱壳耗能器的壁厚增加至7mm以后，再增加壁厚对耗能减震效果的提升不显著。
5、双层圆柱壳结构的耗能器能够吸收更多的能量，内填充泡沫铝的圆柱壳在SDR 结构中吸能作用不明显。
关键字：滚石冲击；棚洞板；薄壁圆柱壳屈曲；吸能
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Abstract
Geological disasters are common in western mountainous areas of our country where mountain collapse and rock-falls are always induced by earthquakes, landslides, debris flow and other geological disasters. The cost of destruction of highways and bridges caused by geological disasters is increasing rapidly these years. Therefore it is of great significance to study the rock-falls protective structures.
As a low-cost, simple and effective protective structure against rock fall, rock-sheds have been used more and more widely used nowadays. A new concept of rock-shed protection was proposed by TonelloI.C.Office in 2001. It consists of a reinforced concrete slab (not covered by any cushion) and cylindrical shell supports designed to dissipate the energy of rocks hitting on the edge of the slab.
Light thin-walled metal structures were widely used in high-speed impact as energy absorbers because of its low cost, good energy absorption capacity and reliability.With the development and maturity of the circular tube study, scholars have proposed other section tubes, such as square cross section and, crisscross section and a variety of thin-walled composite structures, such as including the double cylindrical shell, and foam-filled structures.
Based on the theory of dynamic explicit Finite Element Method (FEM) and LS-DYNA program, relationship between deformation modes and energy absorption of the tube under axial crushing was well studied. On that basis, three-dimensioned parametric studies on the new rock-sheds in multiple load cases were conducted.
The numerical results show that：
1、With the same length and same thickness, crushing force peak of cross tubes and square tubes with the same perimeter was larger than square-containing circular tubes; Average crushing force of cross tubes and square tubes was smaller than square-containing circular tubes. The latter had better energy absorption capacity
2、Energy absorption capacity of the tube depended on the deformation mode, the length-diameter ratio and diameter- thickness ratio had significant influence in deformation mode. Besides, energy absorption capacity was in proportion with the material yield stress
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3、When cylindrical shells energy absorber sets increased from four to five, the shed's dissipation energy and damage decreased under both vertical impact and slant impact.
4、Increasing the thickness of the shell could enhance the energy absorption capacity, when the thickness was increased lager than 8mm and 7mm for four and five columns cases respectively, the enhancement of energy absorbing capacity was not significant anymore.
5、The double-layered cylinder shell structure could absorb more energy than single-layer shell, while the fill of aluminum foam filler in metal cylinder shell did not have significant influence in SDR structure.
Keywords: rock-fall impact; rock-shed; cylindrical shell buckling; energy dissipating;
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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本论文属于
不保密□。
学位论文作者签名： 指导教师签名：
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1 绪论
1.1 选题背景
我国是一个地质灾害多发的国家，由地震、滑坡、泥石流等地质灾害引发的山体崩塌、滚石抛落的现象非常多见，当这种现象发生在居民区或其他建筑物的附近时，滚石强大的冲击力便对其运动范围内的物体构成威胁，甚至造成破坏。据资料统计[1-5],80年代期间宝成铁路大滩至军师庙段山体岩石破碎共发生了46次滚石灾害，严重威胁人员的生命安全和列车的正常运营；07年湖北宜万铁路高阳寨隧道口巨石抛落，当场造成途经的客车内35名乘客死亡；08年汶川地震中40%的桥梁破坏为巨石抛落砸断,影响了救生工作的展开；09年彻底关大桥在修复不到一年时间再次被巨石砸坏，使得都江堰与阿坝州的交通中断。这一系列血的教训警示人们，滚石灾害必须引起足够的重视，这样才能最大程度地保护人民生命财产和基础设施的安全。
欧美国家对滚石灾害的重视比较早，在50-60年代就开始对滚石灾害的防护做了系统的研究[6-7]；国内对滚石灾害研究的比较晚[8-9]，近十几年来才逐步引起人们的重视，防治技术较为落后。
目前，针对不同的滚石灾害，工程上可分为主动防护和被动防护两大类，它们有着各自的优缺点和适用范围。张中俭、张路青对其进行了归纳分类[10]。主动防护有：坡面固网、锚喷、改线等，防护效果欠佳、成本高；被动防护有：拦石网、棚洞板等，经济、适应性好、防护效果较好。
棚洞板防护结构凭借成熟的施工工艺和优良的力学性能被广泛用于边坡、山区的滚石灾害防护。随着高等级公路和大跨度桥梁的在我国西部山区的广泛使用，滚石灾害造成的桥墩砸断、公路瘫痪事故会愈发频繁，然而我国对滚石灾害的生成机理以及防治方法的研究刚刚起步。因此，针对滚石灾害探索合理、有效、经济的棚洞板防护结构，具有非常重要的意义。
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1.2 国内外研究进展和现状
1.2.1 棚洞板结构的研究概况
棚洞板结构可分为两种：传统结构图1-1(a)和新型结构1-1(b)。90年代以来，相
继有学者对典型的传统结构形式进行了改进，包括有M. Sato[11]提出在棚洞板上铺置
70 cm厚砂土垫层；Shirai[12]提出在双层混凝土板之间充入橡胶垫层；Ikeda[13]提出三
层吸能结构（40 cm厚的砂土垫层，20 cm厚的混凝土，50-100 cm厚的EPS泡沫材料）。
新型结构形式，主要是由TONELLO I.C. Office [14] 在2001年提出SDR（Structurally
Dissipating Rock-sheds）, 它由钢筋混凝土板（无缓冲垫层）和支撑混凝土板的圆柱
壳吸能支座组成。
表1-1传统结构与新型结构对比[14]
传统结构新型结构
地表厚度(m) 2m-4m 0m 混凝土板厚(m) 1 0.7 自重(Kg/m)100,000 17,500 最大冲击能量(kJ) 1800 3400
作用机理缓冲垫层吸能，
棚洞板承受静载通过滚石碰撞、钢筋和混凝土的塑性变形或破坏、圆柱壳的屈曲吸能
建造边坡或软地基上建造大量支撑
困难，成本高
结构轻便，经济，安全
维护很难到达坡面，移走落石困难可以较方便到达顶板移走落石，
修复损伤的混凝土和更换屈曲的
圆柱壳可重复使用
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(a) 传统结构
(b) 新型结构
图1-1 传统结构与新型结构对比(F.Delhomme,2001)
自TONELLO I.C. Office于2001年提出SDR结构以后，很多学者都对新型结构的作用机制进行了相关的实验研究与数值分析。F. Delhomme, Philippe, Michel Mommessin 和Jean- Pierre Mougin等[15-18]在这些领域多了大量的研究工作。
由于实验成本高昂且数据采集较为困难，实验研究开展的很少。F. Delhomme最早做了1/3比例模型的实验，利用高速照相机和应变片观测了SDR结构在滚石冲击下动态响应，分析其能量耗散机制以及损伤破坏形式。他重点研究了钢筋混凝土的三种失效机制：受压破坏、侵彻破坏和弯曲剪切破坏，他认为只要实际冲击载荷大于Menetrey损伤模型的临界值和欧洲标准( Eurocode2 ) 的临界值时，混凝土板将发生冲击破坏。
数值研究方面， Philippe（2003）[18]利用ABAQUS建立了滚石、棚洞板、圆柱壳的较为完整的模型，选用PRM（Pontiroli-Rouquand-Mazars）模型作为混凝土本构，研究了结构在滚石冲击下的棚洞板的力学响应（位移-时间曲线，接触力-时间曲线），
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取得了一定的成果，然而对于整个系统的耗能机制尤其是结构创新处的圆柱壳的屈曲耗能机制没有涉及。
随后M. Mommessin（2007）[19]利用ANSYS隐式模块建立了滚石-棚洞板-质点弹簧模型，选用Willam–Warnk失效模型作为混凝土本构，研究了滚石冲击棚洞板中间工况下的混凝土的破坏失效，然而由于采用线弹性弹簧压缩模型模拟圆柱壳的屈曲，所得的数据结果仅在滚石冲击力较小且冲击位置离圆柱壳较远处才具有意义。
国内方面，Luo xiaoyang[20]（2006）做了相关的数值研究，将F. Delhomme研究内容扩展到滚石冲击点位棚洞板的随机区域，通过分析钢筋的应力，提出结构中最危险的区域为滚石冲击板的边缘处，同时还提出了影响半径的概念，认为处于影响半径外的滚石冲击无需考虑。
随后何思明[21]（2010）从能量角度对新型棚洞板的滚石抗冲击机制进行理论分析，构建非线性质点-弹簧模型来模拟滚石冲击下的系统结构响应，根据赫兹接触理论、压垮理论和弯曲变形理论，推导了圆柱壳发生屈曲的临界速度，棚洞板的最大挠度以及吸收的能量理论模型，然而推导过程采取了一定的简化和理想假设，所得的理论模型需要大量的实验来验证、修正。
综上所述，鉴于实验研究的种种不便，实验研究少之又少；数值模拟研究也只涉及了棚洞板的失效破坏研究，而对于SDR结构的整体耗能机理尤其作为耗能装置的圆柱壳在SDR结构中的耗能研究从未展开过。
1.2.2 薄壁圆柱壳的屈曲以及吸能研究概况
金属圆柱壳是工程中最常用也最有效的吸能元件之一，广泛用于高速冲击碰撞装置中。金属圆柱壳通过自身的屈曲大变形吸收能量，不同的屈曲模式所吸收的能量不同，但即便像易拉罐这样的薄壁结构屈曲变形吸收的能量也非常可观[22]。近些年来随着国防工业和民用工业对缓冲吸能的要求不断提高，对圆柱壳的屈曲以及吸能问题成为了力学界和工程界研究的热点问题。
1.薄壁圆柱壳的屈曲研究概况
20世纪初，Lorenz, Southwell, Von Mises, F1ügge, Schwerin和Donnell等学者基于Euler压杆理论，研究圆柱壳轴向受压的屈曲,得到轴压圆柱壳的临界屈曲应力值的经典解[23-24]。
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cr σ= (1-1)
其中E ,υ为弹性常数, t, R 分别为圆柱壳的厚度与半径。
随后大量学者对圆柱壳的屈曲进行了实验研究，发现实验结果与理论结果相差较大。随后不少学者提出了简化的力学模型，试图解决这个问题，如著名的Shanly 模型[25]，Hutchison [26]模型，Von Kármán 模型[27-28]等。其中钱学森和Von Kármán 的杆系模型研究了非线性对壳体屈曲的影响，比较好的解释了实验解与经典解的背离。Jones [29-30]等在Hutchison 模型的基础上考虑了材料非线性和初始几何缺陷两者耦合对动力屈曲的影响。Koiter [31]创立了后屈曲理论了平衡路径的理论，判定壳体在分歧点的平衡路径的稳定性问题。Florence [32-34] 根据Goodier 的二维塑性理论，将屈曲位移
展开成级数代入扰动方程，确定了结构响应时间f t 。
70年代中期Brush 和Almroth [23] 对收集的大量实验数据进行统计处理，得到经验公式32
5cr t E R σ??=???? ，这说明屈曲应力与()1.5t R 成正比，而并非经典理论中的与()t R 成正比。
国内王仁，杨桂通，张善元等人在圆柱壳的理论研究和实验研究做了相当的工作。80年以来王仁，韩铭宝[35]等人通过大量实验研究，发现圆柱壳在受轴向冲击不仅存在普通的屈曲阀速度，还首次发现了对应非均匀非轴对称的第二屈曲阀速度，这对于工程机构的耐撞性设计具有非常重要的意义；张善元，程国强[36]等人借助放大函数法，对圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲进行了理论分析，认为壳体发生非轴对称模态时的临界速度与发生轴对称模态时临界速度之比主要与其径厚比有关,计算表明,这两个速度之比随试件径厚比的增大而减小。顾王明等[37]对轴向流-固冲击载荷作用下，两端夹支的弹塑性圆柱壳的动力屈曲及后屈曲行为进行了全面的实验和理论研究，研究表明，其冲击高度的压力变化规律、压力畸变、屈曲沿壳长分布规律以及破坏模式与径厚比有着非常紧密的关联。然而由于冲击屈曲问题涉及到材料非线性，几何大变形，初始缺陷，应变率效应，应力波传导反射，边界条件等问题，建立一个合理又通用的理论模型非常困难。
近年来随着计算机的高速发展，一批用有限差分和有限元方法编写的非线性动力学程序如LS-DYNA,MSC-DYTRAN,PAMCRASH 不断成熟，大批学者对动态塑性冲击进行了数值研究，取得了一些成果[38-42]。
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2.圆柱壳能量吸收研究概况
人们很早就注意到，金属圆柱壳通过塑性屈曲吸收能量，研究表明金属圆柱壳具有稳定的可控的渐进破坏模式，这一特性极大地促进了圆柱壳作为吸能结构在冲击碰撞中的广泛应用。
在轴向载荷作用下，典型的金属圆柱壳载荷-位移曲线[43]如图1-2所示。
图1-2 典型的金属圆柱壳载荷-位移曲线
作用力首先达到一个初始峰值，然后急剧下降，随后作用力呈现有规律的波动变化，直到圆柱壳被压实，作用力不断增大。初始峰值载荷即为屈曲临界载荷，随着位移的不断增大，进入稳态渐进屈曲阶段，每一次载荷位移曲线的波动反映的是每一个局部褶皱形成过程，其载荷位移曲线的几何面积为每一个褶皱所吸收的能量。
圆柱壳在轴向载荷作用下屈曲模式可分为静力屈曲和动力屈曲。上述圆柱壳轴向压缩实验即为静力屈曲。在工程中，大多数屈曲为动力屈曲。动力屈曲根据屈曲的模式又可分为，塑性屈曲（壳体沿整个长度方向出现均匀的褶皱）和动力渐进屈曲（褶皱在圆柱壳的一端形成并向另一端扩展）。低速冲击下圆柱壳表现为动力渐进屈曲，高速冲击下表现为塑性屈曲或者先发生塑性屈曲然后发生动力渐进屈曲的混合屈曲。圆柱壳的屈曲模式与其几何参数如长度，直径，壁厚密切相关，实验研究表明对于较长的壳体轴向受压时发生整体欧拉屈曲，而对于长度较短的壳体则发生局部渐进屈曲。
对于不同的材料属性和几何尺寸，圆柱壳的屈曲破坏模式也各不相同，Andrews[44]和Gulllow[45]根据大量的实验将圆柱壳的变形模式归纳为二种。轴对称变形，类似于手风琴和波纹管的变形模式，变形过程中生成一系列的圆形突出部，每一个突出称为一个基本变形单元；非轴对称变形，又称金刚石模式，变形过程中产
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生若干个三角块折叠起来的褶皱。研究表明[46-47]，R/t≤25为轴对称变形模式，R/t≥50为非轴对称变形模式，25≤R/t≤50为混合变形模式。
圆柱壳变形过程中所发生的拉压、弯曲或断裂等力学行为决定了圆柱壳的屈曲变形模式，不同的屈曲模式对应着不同的吸能性能，比如力学行为主要为弯曲变形的欧拉模式的吸能性能要远远差于其他三种模式，轴向冲击吸收的能量要远远大于其径向冲击吸收的能量，动力渐进屈曲吸能比塑性屈曲吸能容易控制。上述分析对工程上的圆柱壳的吸能减震设计具有非常重要的指导意义。
图1-3 金属圆柱壳屈曲分类
1.3 ANSYS/LS-DYNA软件简介
在冲击载荷作用下，薄壁金属结构的屈曲变形是一个非常复杂的力学过程，既有结构发生的大变形即几何非线性，又有材料发生的大应变即材料非线性，同时还伴随着各种复杂的接触和摩擦非线性。
目前比较流行的适用于瞬态动力学问题的大型商业有限元分析软件为有:ABAQUS/Explicit, MSC DYTRAN以及LSTC与ANSYS公司合作推出的ANSYS/LS-DYNA。ANSYS/LS-DYNA是国际上公认的最为优秀的显式非线性动力分析程序，广泛应用于二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸等非线性动力冲击问题[48]。
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接触-碰撞算法是非常复杂的高度非线性问题，接触-碰撞问题中的响应是不平滑的，当发生碰撞时，垂直于接触面的瞬时速度是不连续的；当出现粘性滑移时，沿接触面的切向速度也是不连续的，这些给离散方程的积分带来了很大的困难[51]。
LS-DYNA971提供了50多种接触算法[51]，可以很好地处理已知的接触类型：刚性体之间的接触、刚性体与柔性体之间的接触、柔性体和柔性体之间的接触、变形体自身的接触以及带失效准则的固连接触。LS-DYNA提供了三种算法处理接触、碰撞问题：动态约束法、罚函数法以及分布函数法。下面对三种算法作简单介绍[51]：动态约束法：该方法于LS-DYAN最早采用的算法，采用碰撞和释放条件。该算法仅用于带失效准则的固连接触，主要用来将网格的不协调部分连接起来。
分布函数法：该方法是较早应用DYNA3D中的算法，相比于动态约束法具有较好的网格稳定性，主要用于处理接触面具有相对滑移且不可脱离的问题。
罚函数法：该方法LS-DYNA的默认算法。该算法在每一步检查各节点是否穿透主面，如果没有则不做处理。如果发生穿透，则在接触面上引入一个较大的接触力，大小与主面刚度、穿透距离成正比，F kδ
=。这在物理上相当于在接触面置入法向弹簧以限制节点对主面的穿透。该方法由于对称性、动量守恒准确，因此很少引起沙漏效应没有噪音。
图2-1 罚函数法
1.4 本文的主要工作
新型SDR结构相比于传统的棚洞板有着诸多的优势，已用于Essariaux-Savoy-France实际工程中了，但目前国内对SDR结构的研究尚不充分，难以用于工程中。本文采用国际上公认的最为优秀的显式非线性动力分析程序ANSYS/LS-DYNA[48-50]，建立了完整的三维参数化模型，对SDR结构在滚石冲击的动态响应过程进行数值模拟，详细研究了SDR结构在多工况下的力学响应和吸能特性，并从圆柱壳结构的几何参数、空间排布、结构形式等参数对薄壁圆柱壳结构的吸能特性做了优化分析。
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第一章：首先介绍了滚石灾害的危害性及滚石防护结构，其次对防护结构中较为常见的棚洞板结构进行了全面的回顾，重点分析了新型SDR结构的优点，概括了国内外关于薄壁圆柱壳的屈曲模式和吸能特性的研究概况，最后简单介绍了课题相关的LS-DYNA软件。
第二章：首先研究了圆柱壳的壁厚、长度以及材料的屈服应力对屈曲模式和吸能的影响，然后比较了圆形、方形、十字形三种不同截面的薄壁结构的吸能特性。
第三章：研究了滚石正向冲击、斜向冲击下的SDR结构的动态响应，比较了耗能器分别为四组圆柱壳和五组圆柱壳的SDR结构在35m/s和40m/s的滚石冲击下的耗能减震性能。
第四章：研究了耗能器为双层圆柱壳和内填充泡沫铝的圆柱壳的SDR结构在滚石冲击下的动态响应，比较了单层壳、双层壳以及泡沫铝填充壳三种耗能器结构的耗能减震的优劣。
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2 薄壁圆柱壳受轴向冲击载荷的屈曲变形和吸能的关系
圆柱壳变形过程中所发生的拉伸、压缩、弯曲或断裂变形等力学行为决定了圆
柱壳的屈曲变形模式，不同的屈曲变形模式对应着不同的吸能特性，本章主要研究
影响圆柱壳屈曲变形的因素，旨在为SDR结构的圆柱壳耗能器的设计提供借鉴。
2.1 有限元模型
问题描述：金属薄壁圆柱壳置于某固定刚体底座上，质量块M（可认为是刚体）
以某一速度
v轴向冲击圆柱壳，圆柱壳在轴向冲击载荷下发生屈曲变形。
图2-1 圆柱壳轴向冲示意图图2-2 圆柱壳轴向冲击有限元模型
表2-1 圆柱壳几何参数
材质长度直径厚度
Q235 400mm 250mm 6mm 网格划分：冲击质量块和下端固定承载底座选用刚体材料，使用8节点的单点积
分3D-SOLID164单元，进行粗网格划分；圆柱壳采用双线性随动强化材料，使用
3D-SHELL163单元，单元算法为Belytschko-Wong-Chiang，该算法能够很好地处理动
力屈曲变形问题。圆柱壳屈曲褶皱的形成对网格质量有较高的要求，根据Abramovicz[52]提出的塑性铰理论，单元最小长度必须小于塑性铰长度
l==34mm，本模型取单元最小尺度为5mm对圆柱壳进行划分网格。
表2-2 圆柱壳结构材料参数
E(GPa) μρ（kg/m3）σs(MPa)T(MPa)β D P FS 200 0.27 7800 310 763 1 40 5 0.75
华中科技大学硕士学位论文 接触定义：圆柱壳在轴向压缩过程中，会发生表面折叠和自相接触，所以定义了两种接触类型：圆柱壳侧面与冲击块的自动面面接触，圆柱壳与底座的自动面面接触以及圆柱壳屈曲大变形时单元之间的自身接触。本文采用库伦摩擦算法，动摩擦系数0.2，静摩擦系数为0.3，自相接触摩擦系数为0.1
()v k s k e c
βμμμμ?=+? （2-1） k μ为动摩擦系数，s μ为静摩擦系数，β为静动摩擦系数平滑过渡的衰减指数，v 为接触面相对滑移速度。
2.2 圆柱壳轴向压缩的Alexander 模型
Alexander （1960）最早给出了圆柱壳在轴向压缩载荷下的理论模型，如图2-3所示。该模型从破坏模式出发，通过合理的简化和假设，建立外力功和耗散能之间的能量平衡方程，从而推导出轴向压缩过程中的平均压溃力，进而得到耗散能的理论计算公式。该模型基于下面假设：
图2-3 理想轴对称塑性压溃模型 （1）材料是理想刚塑性的；（2）弯曲和拉伸是解耦的，即材料的屈服或是仅由弯曲引起或者仅由拉伸引起；（3）在整个压缩过程中，金属圆柱壳的皱褶长度为固定值2H 。
圆柱壳吸收的能量为弯曲变形能b W 和伸张变形能s W 之和,即b s W W W =+。 考虑一个圆柱壳形成一个完整的皱褶，吸收的弯曲变形能为
002(2)b W M D H πσπ=+ （2-2）
华中科技大学硕士学位论文 式中，0σ为材料的屈服极限，D ,H ,t 为圆柱壳的直径，长度和壁厚，0M 为单
位长度的塑性极限弯矩，按Mises 屈服准则有，0M =200(2//4)M t σ= 相应地，拉伸变形能为
202s W tH πσ= （2-3）
根据能量平衡，外力功等于弯曲变形和拉伸变形耗散的能量，有
2a b s P H W W =+ （2-4）
由0(/)/()0a P M H ??=,可得到使平均载荷a P 取极小值，有
H =
≈ （2-5）
将H 代入上式，可得平均载荷
06a P σ= （2-6）
这就得到了圆柱壳轴向压缩的平均载荷，Alexander模型简单易用，且与实验吻合较好，在随后的几十年得到广泛的应用。
2.3 圆柱壳轴向冲击仿真结果及分析
薄壁金属圆管主要靠材料结构的不可逆变形（即塑性大变形）来达到减震吸能效果。在冲击载荷下其力学响应具有高度的非线性，综合了材料的压缩、弯曲、扭转、断裂等力学行为，变形吸能机理较为复杂。材料的力学行为决定了圆管的屈曲变形模式，不同的屈曲变形模式决定了不同的吸能特性。
图2-4 圆柱壳的应力云图
华中科技大学硕士学位论文 从云图可以看出，在轴向压缩载荷下，圆柱壳首先发生类似整体屈服的动力塑性屈曲，然后发生动力渐进屈曲，即首先在圆柱壳的上端发生屈曲形成一个褶皱，在轴向压缩载荷下褶皱向另一端渐进发展，最后整个结构形成三个褶皱，直至圆柱壳被压实。
图2-5 轴对称屈曲向非轴对称屈曲转化 从云图可以看出，圆柱壳的屈曲模式也发生了变化，在冲击载荷下，圆柱壳首先发生轴对称屈曲。这种破坏模式非常规则，在压缩过程中，管壁塑性铰以褶皱形式逐次向下发展，进而形成下一个褶皱。可以看出轴对称屈曲模式的管的应力云图分布也是严格的对称，未屈曲部分的应力值很小，强度基本没有变化。在形成第二个轴对称褶皱后，在未屈曲部分的强度和结构完整性的作用下，塑性铰继续下移，一旦这种作用达到阙值就会引发屈曲模式向非轴对称屈曲模式转化，破坏模式表现为管壁呈棱角交错排列。
图2-6 压溃力-位移历程曲线图
cr P B 平均压溃力
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由图2-6可以看出，在达到峰值之前有一段近似直线的比例区间，对于薄壁圆管可以认为是弹性屈曲阶段。当压溃力达到峰值载荷P，圆管发生屈曲，轴向刚度迅速减小，压垮载荷减小至波谷值，形成第一个褶皱。之后压溃力围绕平均压溃力有规律的波动起伏，形成若干褶皱，直至圆管被压实。压溃力-位移曲线构成的面积即为圆管吸收的能量，可以看出圆管作为吸能元件必须有足够的压缩位移。压溃力-位移曲线有规律的波动，反映了圆管具有稳定渐进的破坏模式，吸能具有可控性。
2.4 壁厚、长度、屈服应力对圆柱壳屈曲模态和吸能的影响
图2-7 同一时刻不同壁厚的钢管的屈曲模态
图2-8 不同壁厚的钢管质量归一化吸能比较
由图2-7、2-8可以看出，t=1.5mm和t=3mm的圆管应力波屈曲褶皱起源于支座端，随着壁厚的增加，屈曲褶皱的折边数有减少的趋势，这与实验[43]现象一致。这说明平均压垮载荷增大了，结构抵抗变形的能力增强了，分析原因可能是由于能量吸收过程中，屈曲变形自动选取最佳路径和能量均分所致。由Alexander平均压垮载荷
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06a P σ=可知，质量归一化后的圆柱壳吸收的能量值与壁厚1/2t 成正比，经对比，数值结果与理论结果基本一致。从能量角度看，每个基本变形单元吸收的能量增加了，单位质量的材料吸收的能量增加了，材料的利用率提高了。
图2-9 同一时刻不同长度的钢管的屈曲模态
图2-10 不同长度的钢管相同压缩位移的吸能比较 由图2-9、图2-10可以看出，钢管的长径比对其屈曲模式影响很大，长度为300mm 、400mm 的钢管变形为轴对称屈曲模式，此种模式变形稳定，吸能具有可控性；长度为500mm 的钢管先发生轴对称屈曲然后发生非轴对称屈曲，最后形成若干个四边形折边屈曲。分析其原因可能是因为，随着圆柱壳长度的增加，轴向刚度减小，抵抗弯曲的能力下降，这也与实验[60]观察到的临界载荷随着圆柱壳的长度的增加而降低现象相吻合。从相同压缩位移吸收的能量上来看，长径比较小的钢管每个基本变形单元的吸收能量更大，使得结构整体吸能效果更优。
内部事项 注意保密特钢事业部管理标准 标准编号：SWS-12-01-007 第1版签发:谈似锋 节能环保、重点耗能设备管理要求 1.定义 1.1节能设备：利用余热、余压、水资源再次循环利用、产生可用能源以及减少能源消耗的设备。事业部范围内的节能设备主要有水泵、风 机调速装置，高压无功补偿设备，工业炉窑的预热器等。功能性设备 不属于节能设备，如：轧机上的变频设备。 1.2环保设备：防止大气、水体污染及固体废弃物处理、噪音处理的设备系统。如：废水处理系统。 1.3重点耗能设备：事业部重点耗能设备是指以下三种设备：炉变容量10千kVA及以上的设备；电机功率1千kW及以上的设备；平均天然气消耗量≥200m3/h的工业炉窑。 2.节能环保、重点耗能设备分类 为与现有设备管理体系中的设备分类保持一致，根据节能环保、 重点耗能设备的重要性和影响程度分为A、B两类，分别按现有设备管理体系的关键设备和一般设备进行管理。 A类：对事业部的能源利用效率或污染物排放有重要影响，设备非计划停运或功能精度下降会引起较大的能源浪费和环境污染物排放超 标的设备。A类节能环保、重点耗能设备由能环部和设备部判定，每年以清单的形式下发。 B类：除A类以外的节能环保、重点耗能设备均为B类设备。B类节能环保、重点耗能设备由所属部门负责判定并形成设备清单。 3.管理要求 3.1由能环部会同设备部确定每年的A类节能环保、重点耗能设备清单，并制订节能环保、重点耗能设备的管理指标。 3.2设备部对A类节能环保、重点耗能设备按照事业部设备管理体系中关键设备管理模式进行管理，并制订A类设备的故障考核指标， 每天记录事业部节能环保、重点耗能设备的异常运行状态，每月对A 2011年9月10日发布 2011年9月10日实施
主要耗能设备及耗能指标： （1）排烟风机耗电量指标：410625KWh/台·年 （2）客梯耗电量指标：301125 KWh/台·年 （3）生态变频供水机组耗电量指标32850 KWh/台·年 （4）自动喷淋水泵耗电量指标：4800 KWh/台·年 （5）屋顶增压稳压设备耗电量指标4380 KWh/台·年 （6）大型商业建筑集中空调系统，所选用的冷水机组的性能系数（能效比）比国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB50189）中的有关规定值高一个等级。采暖系统热水循环水泵的耗电输热比、风机单位风量耗功率和冷热水输送能效比符合《公共建筑节能设计标准》（GB50189）的规定。主要耗电设备明细见下表： （7）变压器及线路损耗 住宅用电与公共部分用电分设变压器。拟选4台SCB10-630KV A干式变压器、2台SCB10-400KV A干式变压器。2台200KW柴油发电机组。 辅助生产和附属声场设施及其能耗指标： 无
总体能耗指标（单位产品能耗、主要工序单耗、单位建筑面积能耗、单位产值或增加值能耗等）: 单位建筑面积能耗=项目耗能量（千克标煤）÷建筑物总建筑面积（m2） =2162.99×1000/150655 =14.36kgce/m2·a 因此，本项目耗能包括采暖、燃气、照明及设备用电和生活用水等，单位建筑面积能耗等值为14.36kgce/m2·a，小于辽宁省2007年民用建筑能耗39.4（kgce/m2·a）。符合节能标准的要求。 节能：节能技术措施分析评估（生产工艺、动力、建筑、给排水、暖通与空调、照明、控制、电气等方面的节能技术措施）：
一、建筑节能设计 1、总平面设计 建筑总平面布置和单体平面设计，尽量利用冬季日照取暖，减少夏季太阳热辐射，并 充分利用自然通风。本项目建筑物的朝向均接近南北向。 2、体形系数 在居住建筑设计时尽量减少建筑物的外表面积，以减少传热耗能量。本项目建筑设计体形系数在0.23～0.26之间，小于0.35。均符合《辽宁省居住建筑节能设计标准》对建筑的体形系数规定。 3、窗墙面积比和遮阳系数 由于窗户的保温隔热性能较差，因此本项目建筑设计尽量减少窗户面积，同时采取一定的遮阳措施。本项目建筑东、西向外窗设外遮阳（较密的花格），遮阳系数Cw符合建筑节能设计标准的规定（Cm≤0.20；K≤4.0;Cw不规定）；南、北向窗户遮阳居住建筑采用室内布帘，公共建筑的透明幕墙采用着色玻璃加室内布帘，遮阳系数符合建筑节能设计标准的规定（居住建筑：0.20≤Cm≤0.30；K≤3.6；Cw≤0.50）（公共建筑：0.40＜Cm≤0.50；K≤2.8；Cw≤0.55）。 4、墙体和屋顶的保温隔热 墙体是建筑围护结构的主体，其主要功能是承重、防水、防潮、保温隔热。本工程为钢筋混凝土结构，外墙结构如下表
9．3 耗能减震结构设计 9．3．l 结构耗能减震原理与耗能减震结构特点 结构耗能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等）设臵耗能（阻尼）装臵（或元件），通过耗能（阻尼）装臵产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑（或粘弹）性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输人结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。装有耗能（阻尼）装臵的结构称为耗能减震结构。 耗能减震的原理可以从能量的角度来描述，如图9．11结构在地震中任意时刻的能量方程为： 传统抗震结构 E in=E v+E c+E k+E h 耗能减震结构 E in=E v+E c+E k+E h+E d 式中E in——地震过程中输入结构体系的能量； Ev ——结构体系的动能； Ec——结构体系的粘滞阻尼耗能； E k——结构体系的弹性应变能； E h——结构体系的滞回耗能； Ed——耗能（阻尼）装臵或耗能元件耗散或吸收的能量。
图 9.11 结构能量转换途径对比 a ）地震输人 b ）传统抗震结构 c ）消能减震结构 在上述能量方程中，由于Ev 和Ek 仅仅是能量转换，不能耗 能,Ec 只占总能量的很小部分（约5％左右），可以忽略不计。在 传统的抗震结构中，主要依靠Eh 消耗输入结构的地震能量，但 因结构构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时，构件 本身将遭到损伤甚至破坏，某一结构构件耗能越多，则其破坏越 严重。在耗能减震结构体系中，耗能（阻尼）装臵或元件在主体 结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作 用，耗散大量输入结构体系的地震能量，则结构本身需消耗的能 量很少，这意味着结构反应将大大减小，从而有效地保护了主体 结构，使其不再受到损伤或破坏。 一般来说，结构的损伤程度与结构的最大变形Δmax 和滞回 耗能Eh （或累积塑性变形）成正比，可以表达为： ),(max h E f D ?= 在耗能减震结构中，由于最大变形和构件的滞回耗能较之传 统抗震结构的最大变形和滞回耗能大大减少，因此结构的损伤大
耗能阻尼器的减振及其在实际工程中的应用 摘要：本文介绍了多种阻尼器的力学性能和其优缺点，为不同环境下选用合适的阻尼器减震装置提供方便。 关键词：耗能减震阻尼器工程应用 从动力学观点看，耗能装置的作用相当于增大结构的阻尼，从而减小结构的反应。由于其装置简单、材料经济、减振效果好、使用范围广等特点，在实际结构控制中具有广泛的应用前景。耗能减震装置的种类繁多，其常用的主要有：金属耗能阻尼器、摩擦耗能阻尼器、粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。 1金属耗能阻尼器 金属耗能阻尼器是利用金属不同形式的弹性滞回变形来消耗能量。由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。目前已开发和利用的主要有：扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、U行钢板耗能器、钢棒耗能器、圆环耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器、X型和三角形耗能器等。 金属耗能阻尼器在实际工程中的应用：金属耗能阻尼器中的无粘结支撑在日本、台湾和美国都得到推广应用【1】。低屈服点钢耗能器、蜂窝状耗能器在日本多栋建筑中得到应用【2】。台湾金华休闲购物中心。本工程采用三角形加劲耗能装置，共270组。在地震(PGA=0．39)作用下，最大层间位移也未超过规范规定的0．014rad。潮汕星河大厦。大厦为地下一层，地上原设计为22层。后来在施工过程中业主要求增加3层。为了使加层后的结构满足抗震设防要求，安装了28组耗能阻尼器。装上阻尼器后，在大震作用下，结构的顶层位移和层间位移角均满足要求。2000年建成的日本新住友医院，采用低屈服点剪切板耗能器进行结构减震控制。结构在短边方向采用低屈服点剪切板耗能器，采用附加短柱的形式布置。在加入耗能器后，结构的层间位移减小30％，控制效果明显。 2摩擦阻尼器 摩擦阻尼器是应用较早和较广泛的阻尼器之一。摩擦阻尼器是一种位移相关型的阻尼器，它是利用两块固体之间相对滑动产生的摩擦力来耗散能量。其基本理论是建立在以下假设的基础上： (1)总的摩擦力不依赖于物体接触面的面积； (2)总的摩擦力与在接触面上的总的法向力成比例；
耗能方案 作者:szzyq 来源:本人类别:结构设计、论文日期:2002.03.07 今日/总浏览: 1/415 抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，小震法满足安全性的要求；另一方面，在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能需做领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制，即对结构施加控制机构，由控制机构 控制和混合控制。 制装置随结构一起振动变形而被动产生的。被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技制装置按某种控制规律，利用外加能源主动施加的。主动控制系统由传感器、运算器和动控制有主动拉索系统（ATS）、主动支撑系统（ABS）、主动可变刚度系统（AVSS）、主始研究主动控制。目前，主动控制在土木工程中的应用已达30多项，如日本的Takenak 虽也由控制装置自身的运动而被动的产生，但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动TMD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。 制，或者是同时应用不止一种的被动控制装置，从而充分发挥每一种控制形式和每一种采用AMD和TMD的混合控制系统、主动控制和基础隔震相结合的混合控制系统以及主动
水公司技术研究所。 于建筑结构体形巨大导致所需的外加能源较大，加之控制装置的控制的算法比较复杂，易实现，目前发展最快，应用最广，尤其是其中的基础隔震技术已相当成熟，并得到了制低廉，而且不需要较大的动力源，因此其具有广阔的应用和发展前景；混合控制综合 减震技术。 机构来隔离地震能量向上部结构传输，使结构振动减轻，防止地震破坏。目前研究开发隔震等。近年来，越来越多的国家开展了基础隔震技术的研究，因此，隔震技术也得到94栋，美国21栋，中国46栋，意大利19栋，新西兰16栋，已采用了基础隔震技术。 的振动能量分散，即结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配，从而达到减小主结LD）；（3）质量泵；（4）液压—质量控制系统（HMS）；（5）空气阻尼器。其中，应300吨的TMD，质量块在9米长的钢板上滑动，它很好地减小了大楼的风振反应，防止了桥的桥塔均安装了TMD，其减震效果均令人十分满意。日本的Yokohama海岸塔是一个高，安装了TLD后塔的阻尼比由0.6%增加到4.5%，在强风作用下塔的加速度减小到原来以控制其风振反应。 剪力墙等）设计成耗能构件或在结构物的某些部位（节点或连接处）装设阻尼器。在风载
施工现场重点耗能机械节能、降耗、 减排措施 一、机械设备节能、降耗措施 1、本项目建立机械设备管理制度，建立设备档案，并设置机械专项管理人员， 以强化机械设备的节能降耗、减少污染排放等方面的管理，更好地实现绿色施工的要求。 2、大型机械和大功率设备在进场前要根据使用范围和负载的大小选用相匹配的 机械设备，避免大功率施工设备低负载长时间运行。 3、各机械设备合理安排工序，以提高各机械设备的使用率和满载率。如施工升 降机、塔吊等，既要防止超载运行，又要做到尽量集中使用，减少空载或轻载运行。 4、本项目对现场的施工用电实施用电计量，在总配电柜处和专业分包总箱处设 电度计量表，并由专人监测、抄表。发现超标和不正常耗电情况及时采取措施。 5、各电气设备均装设与设备相匹配的断路器和漏电保护器，防止设备长期非正 常漏电和因缺相运行、短路等原因耗费电能。 6、本项目实行机械设备的定期修保养制度，设备每月至少开展一次“润滑、紧 固、调整、防腐、清洁”等十字作业。
7、各设备的操作人员和检查人员应经常检查设备有无“水、油、气”的“跑、 冒、滴、漏”现象，并及时采取措施，减少浪费现象。 8、施工现场的各机械设备均应做好防雨措施，防止机械因受潮而长期漏电或损 坏。 9、操作人员在机械设备使用后应及时拉闸断电。焊机在停焊或移动时均应将一 次侧开关断掉。 10、现场焊机均装设二次保护器。（因该保护器具有降压和节能作用） 11、焊机在使用过程中，要防止二次线非正常短路，并防止线路泡水，不正常接 地等情况，以减少非正常漏电。 12、现场220V∕380V单箱设备接入220∕380V三相系统时，应尽力保持三相平衡。特别是现场的电焊机、手持电动工具、照明等，应通过合理接线，使单相负载避免集中接在某一、两相上。 13、机械设备应选用节能型油料添加剂。 14、严禁设备带故障运行。发现电机不正常发热、转速、声音不正常等情况均必须停机修理。 15、施工机械尽量选用高效节能的电动机，淘汰低效率、耗能大、技术落后的设备。 二、机械设备减少污染排放保障措施 1、国家明令淘汰的能耗高、技术含量低、环境污染大的施工机械禁止进入施工
施工现场重点耗能机械节能、降耗、减排措施 一、机械设备节能、降耗措施 1、本项目建立机械设备管理制度，建立设备档案，并设置机械专项管理人员， 以强化机械设备的节能降耗、减少污染排放等方面的管理，更好地实现绿色施工的要求。 2、大型机械和大功率设备在进场前要根据使用范围和负载的大小选用相匹配的 机械设备，避免大功率施工设备低负载长时间运行。 3、各机械设备合理安排工序，以提高各机械设备的使用率和满载率。如施工升 降机、塔吊等，既要防止超载运行，又要做到尽量集中使用，减少空载或轻载运行。 4、本项目对现场的施工用电实施用电计量，在总配电柜处和专业分包总箱处设 电度计量表，并由专人监测、抄表。发现超标和不正常耗电情况及时采取措施。 5、各电气设备均装设与设备相匹配的断路器和漏电保护器，防止设备长期非正 常漏电和因缺相运行、短路等原因耗费电能。 6、本项目实行机械设备的定期修保养制度，设备每月至少开展一次“润滑、紧 固、调整、防腐、清洁”等十字作业。 7、各设备的操作人员和检查人员应经常检查设备有无“水、油、气”的“跑、 冒、滴、漏”现象，并及时采取措施，减少浪费现象。 8、施工现场的各机械设备均应做好防雨措施，防止机械因受潮而长期漏电或损 坏。 9、操作人员在机械设备使用后应及时拉闸断电。焊机在停焊或移动时均应将一 次侧开关断掉。 10、现场焊机均装设二次保护器。（因该保护器具有降压和节能作用） 11、焊机在使用过程中，要防止二次线非正常短路，并防止线路泡水，不正常接 地等情况，以减少非正常漏电。 12、现场220V∕380V单箱设备接入220∕380V三相系统时，应尽力保持三相平
文献综述 耗能减震技术在结构减震中的应用研究 1.前言 传统的抗震设计是利用结构本身的抗震性能抵御地震作用，以达到抗震的目的,这是“硬碰硬”式的抗震, 是一种消极被动的抗震方法。耗能减震技术[1]原理是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的，以减小主体结构地震反应或减轻其破坏, 达到抗震的目的。1972 年新西兰的Kelly等人[2]首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。为了改善地震作用下结构的工作性能，近年来国内外已开发出了各种耗能阻尼器。目前, 已开发出多种耗能减震装置, 它们可归纳为以下三类: (1) 金属阻尼器; (2)摩擦耗能减震装置; (3)粘弹性阻尼器。 因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西兰和美国等国家已将耗能减震装置应用到建筑中以减轻建筑物的地震反应, 以及在某些情况下减轻建筑物中设备振动损害的危险性。本文总结了国内外耗能减震技术研究和工程应用的最新进展。 2.耗能能减震的概念及原理 消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。装有阻尼（消能）装置的结构称为耗能减震结构。 耗能减震的原理[8]可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：
（a ）地震输入；（b ）传统抗震结构； （c ）消能减震结构 图1 结构能量转换途径对比 传统抗震结构： in v c k h E E E E E =+++(1) 耗能减震结构： ''''in v c k h d E E E E E E =++++ (2) 式中： E in 、E in ′——地震过程中输人结构体系的能量； E v 、E v ′——结构体系的动能； E c 、E c ′——结构体系的粘滞阻尼消能； E k 、E k ′——结构体系的弹性应变能； E h 、E h ′——结构体系的滞回消能； E d ——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。 在上述能量方程中，由于是E v (或E v ′)和E k (或E k ′)仅仅是能量转换，不能消能，E c 和E c ′只占总能量的很小部分(约5％左右)，可以忽略不计。在传统的抗震结构中，主要依靠E h 消耗输入结构的地震能量，但因结构构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时，构件本身将遭到损伤甚至破坏。在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入消能工作状态，充分发挥消能作用，消散大量地震能量，则主体结构需消耗的能量很少，从而有效地保护了主体结构。 3.耗能装置的减振及其在实际工程中的应用 采用各种阻尼器来控制结构的振动反应是一种典型的被动控制系统，它是通过增加结构的阻尼、耗散结构的振动能量来达到减小结构响应的目的。从能量观
一、消能减震结构的发展与应用： 利用阻尼器来消能减震并不是什么新技术，在航天航空、军工枪炮等行业中早已得到应用。从20世纪70年代后，人们开始逐步地把这些技术专用到建筑、桥梁、铁路等工程中。 在美国，20世纪80年代开始，美国东西两个地震研究中心等单位做了大量试验研究，发表了几十篇有关论文。90年代美国科学基金会和土木工程协会组织了两次大型联合，给出了权威性的试验报告，供工程师参考。 在我国，1997年，沈阳市政府大楼的抗震加固中首次采用了摩擦耗能装置，其后北京饭店、北京火车站和北京展览馆等多座建筑中应用消能减震技术。 在日本，目前已有超过100多栋的建筑物采用消能减震技术。 现代高层建筑日益增多，结构受地震和风振影响十分明显，减小结构所受的地震和风振反应，成为结构设计的一个重要方面。消能减震阻尼器，通过增加结构阻尼，耗散结构的振动能量来达到减小结构所受振动。 （1）“阻尼”是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以此一特性的 量化表征。 （2）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中： 2.1.1 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅 建筑和房屋高度大于24米的其他高层民用建筑。
（3）《民用建筑设计通则》GB50352-2005中： 3.1.2建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。 二、阻尼器耗能减震原理： 耗能减震的原理可以从能量的角度来描述。 传统结构：Ei =Er+Ed+Es 耗能结构：Ei =Er+Ed+Es+Ea Ei为地震时输入结构的总能量； Er为结构在地震过程中存储的动能和弹性应变能； Ed为结构本身阻尼消耗的能量； Es为结构产生弹塑性变形吸收的能量； Ea为耗能装置消耗的能量； （其中Er为能量转换，并不是能量的消耗。） （1）传统结构中： 构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时，构件本身将遭到损伤甚至破坏。 （2）在消能减震结构中： 耗能（阻尼）装置在主体结构进入耗能状态前率先进入耗能工作状态，耗散大量输入结构体系的地震、风振能量，则结构本身需消耗的能量很少，主体结构反应将大大减小，从而有效地保护了主体结构，使其不再受到损伤或破坏。 三、阻尼器的种类： 阻尼器种类繁多，我国将其分为位移相关型和速度相关型。
重点生产耗能设备及非生产耗能设备用电管理办法 第一章总则 第一条为进一步强化能源管理工作，建设节约型企业，在保证生产任务的前提下最大限度的节省电能，特制定本办法。 第二条本办法对生产重点耗能设备及非生产耗能设备的用电及违规处罚作了具体规定。第三条本办法适用于公司内所有由六万变电所、六千变电所送、配电的所有生产单位及办公场所（包括工业公司厂区部分）。装配分厂可根据本办法自行研究制定，并报公司备案，公司可依据其备案条例监督管理。 第二章生产用重点耗能设备的用电管理 第四条生产重点耗能设备包括：2吨以上工业锅炉、30KW以上热处理加热炉、3M/分以上空压机、100KW以上机械设备及生产线（见重点耗能设备明细表）。 第五条重点耗能设备原则上不得在“峰时”用电，应安排在“平时”并最大限度地安排在“谷时”用电（峰：7：30—11：30、17：00—21：00；谷：21：00—次日5：00；平：5：00—7.30、11：30—17：00：电价：以平价下浮50%）。 第六条因生产需要必须在“峰时”启动重点耗能设备的，应根据生产任务情况，由机动能源部与生产技术部不定时地确定“峰时”用电申请表，报机动能源部、生产技术部审核批准后方可“峰时”用电，否则视为违规用电。 第七条凡违反本办法，私自在“峰时”启动重点耗能设备的，每发现一次，视情节扣设备所在单位1—3分，并与其单位领导绩效考核挂钩。 第八条所有重点耗能设备必须做到“作业结束立即停机”否则每发现一次，扣设备所在单位2分。 第三章非生产用电设备的用电管理办法 第九条非生产用电设备包括：电加热淋浴水箱、办公设备、饮水机等用电设备。 第十条淋浴用电加热水箱必须采取保温措施，必须在11：30—17：00“平时段”加热使用，最好在“谷时”用电。 第十一条办公设备应做到“人走机停”，下班后微机不得处于待机状态。 第十二条办公室内饮水机加热电源泉在下班后必须关闭。 第十三条每发现一次违规现象，视情节扣违规单位1—2分。 第十四条本办法从下发之日起执行。 第十五条本办法由机动能源部负责解释。
主要耗能设备管理制度 1、不得使用不符合能效指标要求或者国家产业政策明令淘汰的高耗能特种设备。 2、所选用设备在结构、系统设计、材料选用、工艺制定、计量与监控装置配备等方面符合有关技术规范和标准的节能要求。 3、按照有关特种设备安全技术规范的规定，对影响设备或者系统能效的项目、能效测试报告等进行节能监督检查。 4、耗能设备的产品能效测试报告、设备经济运行文件和操作说明等文件应表每台均建立设备档案。 5、对主要耗能设备的安装、改造、维修，不得降低产品及其系统的原有能效指标。 6、对主要耗能设备安装、改造、维修单位应当向保留改造前及改造后有关节能技术资料并建立档案。 7、耗能设备安全技术档案至少应当包括以下内容： （一）含有设计能效指标的设计文件； （二）能效测试报告； （三）设备经济运行文件和操作说明书； （四）日常运行能效记录、能耗状况记录； （五）节能改造技术资料； （六）能效定期检查记录。 8、定期对设备作业人员进行考核时，将节能管理知识和节能操作技能纳入耗能设备的作业人员考核内容。 9、开展节能教育和培训，提高作业人员的节能意识和操作水平，确保设备安全、经济运行。 10、对主要耗能设备的作业人员应当严格执行操作规程和节能管理制度。 11、主要耗能设备应定期检验，对主要耗能设备的节能管理和设备的能效状况进行检查。发现不符合特种设备安全技术规范和标准要求的，应当进行
整改。 12、主要耗能设备及其系统的运行能效不符合设备安全技术规范等有关规范和标准要求的，应当分析原因，采取有效措施，实施整改或者节能改造。整改或者改造后仍不符合能效指标要求的，不得继续使用。 13、国家明令淘汰的主要耗能设备，不得使用。 14、定期对耗能设备进行检修及维护保养，确保设备的正常运行。
主要设备能源消耗定额管理制度 1 总则 1.1、能源消耗定额是一个重要的技术经济指标,是判断企业能源状况是否正常的重要依据，是正确确定能源需要量,编制能源供应计划的重要依据，又是产品成本核算和经济核算的基础。 1.2、主要耗能设备能源消耗定额应在保证产品质量的前提下,根据本厂生产的具体条件,结合产品结构和工艺要求,以设备本身的设计规格，以经验估计和统计分析为辅来制定最经济最合理的消耗定额。 2 主要耗能设备能源消耗定额的内容及考核： 2.1、本公司的设备能源消耗定额分电力消耗定额、水消耗定额、蒸汽消耗定额、煤消耗定额、蒸汽消耗定额和综合能耗定额六部分。综合能耗定额：指公司的主要耗能设备在生产出单位的产品、半成品或零配件过程中所耗各种能源的总和，单位为：吨标煤/吨碳酸锶。 2.2、上述主要耗能设备能源消耗定额必须逐级下达，并明确规定完成各项定额的责任部门和责任人。 3 能源消耗定额的制定和修改 3.1、主要耗能设备能源消耗定额由生产经营部门同设备管理部门负责制订,制定时应按相关国家标准和行业规定分别制订。并经总经理批准,由节能减排办公室贯彻执行。 3.2、主要耗能设备能源消耗定额必须在保证产品质量的前提下本着节约的原则制订。
3.3、主要耗能设备能源消耗定额一般一年修改一次。由于管理不善而超耗者，不得提高定额。 3.4、凡属下列情况之一者，应及时修改定额。 ①产品结构设计的变更而影响到消耗定额的； ②加工工艺方式的变更而影响到消耗定额； ③主要耗能设备的各种能源的计量仪表损坏的； ③定额计算或编写中的错误和遗漏。 3.5、主要耗能设备能源消耗定额按年度考核，核算实际用量时，按规定的方法对主要耗能设备和工序的实际用量进行计算、统计和核算，并定期作出报告。 3.6、定期进行节能经济效益分析。为达到降本增效的目的，通过对历年产品单耗的定额考核，核算分析产品用能成本超降情况。 3.7、预测能源消费。根据当年能源消费的实际情况和挖潜节能的潜力，合理制定下年度的能源消费计划。 xxxxxxxxxxxxxx有限公司 xxxxxxx部 xxxxxxxxx日
耗能减振及阻尼减振体系发展现状 摘要：随着建筑抗震技术的发展以及对抗震机理的深入认识，耗能减震成为了抗震技术的一个发展 趋势，而耗能减震结构体系的实现主要依赖于研制出简便实用的耗能减震装置-阻尼器。本文介绍耗能减震 体系的基本理论，并介绍了耗能减震的应用范围及以后的发展前景，对阻尼器在耗能减震结构中的研究与 应用进行了综述。 关键词：阻尼器；耗能减震；耗能减震结构体系；等效阻尼； 绪论 耗能减振及阻尼减振体系发展现状传统的抗震设计方法依靠构件的弹塑性变形来吸收地震能量，一方面不可避免地会给结构带来一定的损伤，甚至倒塌；另一方面随着建筑技术的发展，人们对于建筑的要求也越来越高，房屋高度越来高，结构跨度越来越大，而构件端面却越来越小，已经无法按照传统的加大构件截面或加强结构刚度的抗震方法来满足结构的抗震和抗风要求。合理有效的现代抗震途径是采取结构振动控制技术。工程结构振动控制是指在结构的特定部位安装某些特殊装置（如隔震垫等）、某种机构（如耗能支撑、耗能剪力墙等）或施加外力，以改变或调整结构的动力特性和动力作用，以调谐和减轻结构的地震反应。 自1972年J．T. RYao提出土木工程振动控制的概念开始，结构振动控制现在已经成为结构抗震领域的热点课题之一；20世纪70年代，国际土木工程界首次提出了结构振动控制的概念，由此开辟了土木工程界一个崭新的研究领域。结构振动控制 20世纪80年代初，我国土木工程界王光远院士首先引人了结构振动控制的概念，随后国内土木工程界的广大学者、研究人员深人展开了结构隔震、耗能减震、吸振减震、主动控制、半主动控制和混合控制等方向的研究，取得了一系列丰硕的成果。 结构振动控制按照控制措施是否需要外部能源，可以分为主动控制、半主动控制、被动控制及混合控制。耗能减震技术作为一种结构被动控制措施，是在结构物的某些部位（如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附置耗能装置（或元件），通过耗能装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而保护主体结构的安全。是一种有效、安全、经济且较为成熟的工程减震技术。 目前，在结构的合理位置合理安装阻尼器已是现今适用最广泛的耗能减震技术之一，我国现《建筑抗震设计规范》（GB5 11—2010）[ 2 ]将隔震和耗能减震设计作为重要内容专设一个章节，内容也越来越详尽，他适应我国经济发展的需要，有条件地利用耗能减震技术来减轻建筑结构的地震灾害是完全可能的，并随着建筑抗震技术的发展及对抗震机理的深入分析，耗能减震技术成为抗震技术的一个发展趋势 耗能减震结构体系的特点 （1）从动力学观点看，相当于增大结构的阻尼，使结构的响应变小； （2）从能量观点看，结构本身的振动能量是一定的，通过消能装置消
结构消能减震技术 1、结构消能减震的基本概念 地震发生时地面震动引起结构物的震动反应，地面地震能量向结构物输入。结构物接收了大量的地震能量，必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应。 消能减震技术是将结构的某些构件设计成消能构件，或在结构的某些部位装设消能装置。在风或小震作用时，这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求；当出现大风或大震作用时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，且迅速衰减结构的地震或风振反应（位移、速度、加速度等），保护主体结构及构件在强地震或大风中免
遭破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。消能部件（消能构件或消能装置及其连接件）按照不同“构件型式”分为消能支撑、消能剪力墙、消能支承或悬吊构件、消能节点、消能连接等。消能部件中的消能器（又称阻尼器）分为速度相关型如黏滞流体阻尼器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼墙、黏弹性阻尼墙；位移相关型如金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等，和其它类型如调频质量阻尼器（TMD ）、调频液体阻尼器（TLD）等。采用消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比，具有大震安全性、经济性和技术合理性。 技术指标：建筑结构消能减震设计方案，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求， 与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济 可行性的对比分析后确定。采用消能减震技术结构体系的计算分析应依据《建筑抗震设计规范》
GB50011 进行，设计安装做法应遵循国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震（振）设计》09SG610-2 ，其产品应符合《建筑消能阻尼器》JG/T209 的规定。 适用范围：消能减震技术主要应用于高层建筑，高耸塔架，大跨度桥梁，柔性管道、管线（生命线工程），既有建筑的抗震（或抗风）性能的改善等。 传统抗震结构体系，容许结构及承重构件（柱、粱、节点等）在地震中出现损坏结构及承重构件地震中的损坏过程，就是地震能 量的“消能”过程。结构及构件的严重破坏或倒塌，就是地震能量转换或消耗的最终完 结构消能减震体系，就是把结构物的某些非承重构件（如支撑、剪力墙、连接件等）设计成消能杆件，或在结构的某部位（层间空间、节点、联结缝等）装设消能装置。在风或小地震
重点用能单位能耗在线监测及数据上传 技术方案 安科瑞杨澜 安科瑞2020年7月
目录 一、建设背景 (3) 二、标准及规范 (3) 三、整体结构 (4) 四、端系统结构 (5) 五、端设备 (6) 六、能管平台 (7) 1.基础信息配置 (7) 2.手工填报 (10) 3.能源监测 (10) 4.用能统计 (11) 5.全厂看板 (13) 6.权限管理 (14) 7.APP访问 (14) 8.系统日志 (14) 七、ANet系列能源网关 (15) 八、设备选型 (17) 九、公司介绍 (17)
一、建设背景 为贯彻落实《重点用能单位节能管理办法》（国家发改委2018年第15号令）、《国家发改委关于开展重点用能单位“百千万”行动有关事项的通知》（发改环资〔2017〕1909号）和国家发改委办公厅《关于发布“百家”重点用能单位名单的通知》（发改办环资〔2019〕351号），深入推进重点用能单位能源消耗总量和强度“双控”工作，各省市相关主管部门陆续发出通知，要求纳入“百千万”行动的重 点用能单位落实节能主体责任，加强节能管理，并按照《重点用能单位能耗在线监 测系统推广建设工作方案》（发改环资〔2017〕1711号）等要求，建设接入端系统 并按时接入省级重点用能单位能耗在线监测平台，对未按要求开展重点用能单位能 耗在线监测系统建设、未配备和使用能源计量器具的，依法依规责令限期整改，逾 期不整改或整改未达到要求的，严格按照有关法律法规进行处罚。 二、标准及规范 《NHJC-01-2018重点用能单位能耗在线监测系统-总体架构规范》 《NHJC-02-2018重点用能单位能耗在线监测系统-基础信息与格式规范》 《NHJC-03-2018重点用能单位能耗在线监测系统-系统平台接口协议规范》 《NHJC-04-2018重点用能单位能耗在线监测系统-端设备接口协议规范》 《NHJC-05-2018重点用能单位能耗在线监测系统-省级平台机房与硬件配置规范》《NHJC-06-2018重点用能单位能耗在线监测系统-端设备技术规范》 《NHJC-07-2018重点用能单位能耗在线监测系统-能源品种采集规范》 《NHJC-08-2018重点用能单位能耗在线监测系统-系统安全规范》 《NHJC-09-2018重点用能单位能耗在线监测系统-省级平台功能规范》 《GB/T15587-2008工业企业能源管理导则》 《GB/T23331-2012能源管理体系要求》 《GB/T2598-2008综合能耗计算通则》 《GB/T3484-2009企业能量平衡通则》
主要耗能设备能源绩效参数和关键运行特性监测技术要求 1 范围 本标准规定了工厂主要耗能设备能源绩效参数和关键运行特性的监测技术要求。 本标准适用于工厂主要耗能设备经济运行的过程控制。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2589 综合能耗计算通则 YC/T199-2006 卷烟企业清洁生产评价准则 GB/T 13234 企业节能量计算方法 GB/T 15587 工业企业能源管理导则 GB/T 16614 企业能量平衡统计方法 GB/T 16615 企业能量平衡表编制方法 GB/T 16616 企业能源网络图绘制方法 GB/T 6421 企业能流图绘制方法 GB/T 17166 企业能源审计技术通则 GB/T7119 评价企业合理用水技术导则 GB 19762 清水离心泵能效限定值及节能评价值 GB/T3486 评价企业合理用热技术导则 GBT 17954-2007 工业锅炉经济运行 GB24500-2009 工业锅炉能效限定值及能效等级 TSG G0003 工业锅炉能效测试及评价规则 GB/T15910 热力输送系统节能监测 DB33 800-2010 锅炉运行能效限额及检测技术 GB/T3485 评价企业合理用电技术导则 GB/T16664 企业供配电系统节能监测方法 GBT13462-2008 电力变压器经济运行 GB 24790 电力变压器能效限定值及能效等级 GB 20052 三相配电变压器能效限定值及节能评价 GBT 12497-2006 电动机经济运行 GB 18613 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级 GB 25958 小功率电动机能效限定值及能效等级 GB 19153-2009 容积式空气压缩机能效限定值及能效等级 DB33 805-2010 压缩空气站运行电耗限额及节能监测技术要求 GB27883 容积式空气压缩机系统经济运行 GB/T16665 空气压缩机组及供气系统节能监测方法 GBT 13466-2006 交流电气传动风机(泵类、空气压缩机)系统经济运行通则
土木工程隔震技术与耗能减震技术探讨 在土木工程的建设当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的振动对建筑的整体结构的隔离作用，下面是搜集的一篇探究土木工程隔震技术的论文范文，欢迎阅读参考。 传统土木工程中的结构抗震主要是通过弹塑性的设计手法，运用加强结构自身的抗震性能来达到减震的效果，这种方式属于被动的和消极性的减震对策。因为人们对未来的地震灾害的具体强度与实际的特性不能加以确定和估计，如果依照传统的抗震手法来设计工程的结构，就不具备相应的自我调节能力。所以说，传统的减震结构设计不能很好的满足土木工程的安全性能要求，从而产生严重的倒塌或者是倒塌，由于减震技术的包含的范围过大，本文就从其中较为典型和重点的隔震技术与耗能减震技术的方面来加以讨论。 一、结构减震的概念和分类 早在上世纪七十年代，姚治平先生首次明确的提出了土建工程中的结构控制概念，并在论文“土木工程结构减震概念”以及以后的论文中都相应的指出了：应用结构的控制系统是一个解决土木工程这种安全性问题的可替代的方法，这为结构理论在土木工程中防震问题中提出了全新的方向。在近三十年的发展历程中，国内外的相关学者在土木工程的结构控制的方式、实验以及工程的应用方面都取得良好的研究成果，工程结构控制概念可以解释为：通过对工程结构施加相应的控制体系，通过控制体系和结构来共同承担受震的作用，以此来调节和降低工程结构中的振动效应。
二、隔震控制技术 (一)隔震控制技术原理 在土木工程的建设当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的 振动对建筑的整体结构的隔离作用。工程中的防震体系基本都设置在工程结构的最底部和基础工程顶面之间，使得上部的结构和基础相分离。通过隔震体系来隔离地震波所产生的向上冲击力，延长工程结构的基本周期，从而降低建筑物的地震反应，是的工程整体的加速度变下，通过隔震系统来分担地震所产生的能量，以此来达到减震的作用。 通过地震的反应图谱可以看出，随着周期的变大，加速度的反 应谱慢慢的减小，通常在底层建筑的刚度很大，所以说周期变短，在发声振动的时候，输入其中的加速度很大，要是采用相应的措施来增加和延长工程结构的基本自震周期，让其还礼场地中的卓越周期，让工程结构的基频处在地震产生高能量的频段以外，通过这种方式可以有效的降低建筑物输入的加速度。通过地震的反应谱可以看出，当周期变大的时候，反应的位移将会增加。 (二)对橡胶支座的运用 当前用在建筑防震中的橡胶支座是由橡胶片与薄片增强钢板， 通过粘合和硫化加工而成的，通过现代化橡胶的化工技术的加工制造，如图1所示。 它在水平方向上的刚度比较低，而在垂直方向上的刚度很高。 这种规格的橡胶支座最早是在桥梁施工中被应用。
设备、安全部节能降耗、降本增效实施方案 根据公司48号文件和张总在调度例会上的讲话精神，设备、安全部组织全体成员对文件进行了学习，并制订了相关节能降本的措施： 设备部具体负责全公司节能减排工作，要站在更高的高度考虑全公司节能降耗的具体实施办法。切实落实好公司领导提出的节能目标。 1、加强节能减排工作的基础管理 节能减排工作要从基础工作做起，继续健全各项能源计量管理制度，完善计量检测体系，提高能源计量的管理水平，加强能源消耗统计制度建设，建立能源管理信息系统，加强能源消耗定额管理，将能耗定额层层分解落实到产品、工序和岗位中，对本单位的各种能耗设备进行登记、建账，把节能技改“四新”推广列入节能管理工作的重要议程，公司各单位要根据本单位职责划分把节能减排工作与本单位实际紧密结合起来进行全面管理。 2、加强能源计量管理，按标准严格配备能源计量器具 按节能减排标准和《用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求配备计量器具和仪表，定期对计量器具进行检定、校验，对检定不合格的计量器具及时淘汰和更新，电、油、水等计量器具配备率要达到100%。重点强化用电管理，特别是生产用电管理要进一步加强节能降耗，进行严格管理和考核。 3、加大节能技改力度，加快节能技术创新步伐 加大节能技改投资力度，促进单位耗能设备的升级、生产系统的优化和技术水平的提高，逐步实施智能化控制、电机系统节能、系统优化节能、绿色照明等节能工程，推进各项节能技术的应用，积极抓好各项节能项目。前期已对龙门铣床、龙门刨床进行了变频调速升级，下半年准备改造5米立车和400T油压机。目前已实施的三个重点节能项目①集中供氧②天然气代替丙烷切割③金太阳工
NHJC-06-2018 重点用能单位能耗在线监测系统技术规范 第6部分端设备技术规范 （试行） 2018年5月发布
目次 前言....................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 系统架构 (2) 5 硬件功能 (3) 6 软件功能要求 (4) 7 数据传输 (5) 8 数据要求 (6) 9 信息安全要求 (6) 10 运维管理 (6) 11产品认证 (7)
前言 为贯彻落实《国家发展改革委质检总局关于印发重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案的通知》（发改环资〔2017〕1711号），规范和指导重点用能单位能耗在线监测系统建设，按照统一标准、互联互通、信息共享的建设原则，特制定《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范》。 本部分为《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范》的第6部分。 本部分参照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本部分起草指导单位为国家发展改革委环资司、市场监管总局计量司。 本部分主要起草单位：国家节能中心、北京科技大学、北京华电众信技术股份有限公司、中国节能环保集团公司、重庆市通信建设有限公司、浙江中易和节能技术有限公司、上海市计量测试技术研究院、广东迪奥技术有限公司。
重点用能单位能耗在线监测系统技术规范 第6部分端设备技术规范 1 范围 本规范规定了重点用能单位能耗在线监测系统中能耗在线监测端设备的术语与定义、系统架构、硬件功能要求、软件功能要求、数据传输、数据要求、信息安全要求、运维管理、远程维护和产品认证等通用技术要求。 本规范适用于各重点用能单位、各级能源监测系统建设的承建单位、能耗在线监测端设备开发单位和工程监理单位等，其他用能单位也可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范： GB 4943 信息技术设备 GB 9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB 12325 电能质量供电电压偏差 GB 17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值 GB/T 17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度实验 GB/T 17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度实验 GB/T 17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度实验 GB/T 17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度实验 GB/T 19582 基于Modbus协议的工业自动化网络协议规范 GB/T 20279 信息安全技术网络和终端隔离产品安全技术要求 GB/T 29871-2013 能源计量仪表通用数据接口技术协议 GB/T 29872-2013工业企业能源计量数据集中采集终端通用技术条件 GB/T 30976.1 工业控制系统信息安全第1部分评估规范 GB/T 30976.2 工业控制系统信息安全第2部分验收规范 CJ/T 188 用计量仪表数据传输技术条件 DL/T 645 多功能电能表通信协议 NHJC-04 重点用能单位能耗在线监测系统端设备接口协议规范 3 术语和定义 3.1 能耗在线监测端设备 指放置在重点用能单位，用于采集、分析、汇总用能单位能耗数据并将数据上传到系统平台的设备总称。 3.2 数据接入