建筑结构学报 J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s 第31卷第5期2010年5月
V o l.31N o.5M a y2010016
文章编号:1000-6869(2010)05-0117-07
耗能减震支撑体系研究及其在世博中心工程中的应用
汪大绥1,陈建兴1,包联进1,孙飞飞2,周建龙1,李国强2,姜文伟1,黄永强1
(1.华东建筑设计研究院有限公司,上海200002;2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)
摘要:结合世博中心工程,对防屈曲耗能支撑(B R B)体系的设计关键问题进行研究,包括结构抗震性能目标、B R B布置、B R B的节点设计、B R B产品验收标准等。对世博中心工程中采用的B R B进行足尺试验,试验结果表明:B R B具有较好的滞回性能,满足产品验收标准。B R B的承载力因应变强化和受压而提高,而且不同厂家的产品性能有一定差别,制订统一的产品验收标准是必要的。对耗能减震支撑结构进行静力弹塑性分析和弹塑性动力时程分析,追踪地震作用下结构的受力和变形发展过程,验证中震和大震作用下结构的抗震性能,满足结构抗震性能目标的要求。两种弹塑性分析结果均表明,合理布置B R B,在罕遇地震作用下可使B R B同步屈曲,整体结构具有较好的抗震性能。
关键词:防屈曲耗能支撑;低周反复荷载试验;P u s h o v e r分析;弹塑性时程分析;抗震性能
中图分类号:T U393.3 T U352.12 T U317.1 文献标志码:A
S t u d y a n d a p p l i c a t i o n o f s e i s m i c e n e r g y d i s s i p a t i o n
b r a
c i n g s y s t e mi n E x p o C e n t e r
W A N GD a s u i1,C H E NJ i a n x i n g1,B A OL i a n j i n1,S U NF e i f e i2,Z H O UJ i a n l o n g1,
L I G u o q i a n g2,J I A N GWe n w e i1,H U A N GY o n g q i a n g1
(1.E a s t C h i n a A r c h i t e c t u r a l D e s i g n＆R e s e a r c h I n s t i t u t e C o.L t d,S h a n g h a i200002,C h i n a;
2.S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r D i s a s t e r R e d u c t i o ni nC i v i l E n g i n e e r i n g,T o n g j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i200092,C h i n a)
A b s t r a c t:
B u c k l i n g r e s t r a i n e db r a c e f r a m e(B R B F)i s as y s t e mw i t hp r o m i n e n t s e i s m i c e n e r g yd i s s i p a t i o n.I nt h i s p a p e r,a n a l y s i s w a s c o n d u c t e d t o s t u d y t h e m a i n d e s i g n p r i n c i p l e s f o r B R B Fi n c l u d i n g s t r u c t u r a l s e i s m i c p e r f o r m a n c e, l a y o u t o f B R B,d e s i g no f B R Ba n d j o i n t s,c r i t e r i ao f B R Bp r o d u c t s.L o wc y c l e l o a d i n g t e s t s o f f u l l s c a l eB R Bw e r e p e r f o r m e d t o i l l u s t r a t e t h a t t h e h y s t e r i c s b e h a v i o r f o r B R Bu s e d a t t h e S h a n g h a i E x p o
C e n t e r i s g o o de n o u g ht o s a t i s f y t h e p r o d u c t c r i t e r i a.T e s t r e s u l t s a l s o s h o wt h a t B R Bc a p a c i t y i n c r e a s e s b e c a u s e o f t h e s t r a i n h a r d e na n d c o m p r e s s i o n.
I t i sf o u n dt h a t B R Bp r o d u c e db yd i f f e r e n t c o m p a n i e sm a ys h o wd i f f e r e n t b e h a v i o r s,a n dau n i f o r m c r i t e r i o ni s n e c e s s a r y i nt h ea p p l i c a t i o n.P u s h o v e r a n a l y s i s a n de l a s t o-p l a s t i c t i m eh i s t o r y a n a l y s i s a r ec a r r i e do u t t oo b t a i nt h e p l a s t i c d e f o r m a t i o na n d s t r u c t u r a l f o r c e s u n d e r e a r t h q u a k e.B o t h a n a l y t i c a l r e s u l t s i n d i c a t e t h a t w i t h r e a s o n a b l e l a y o u t a n dd e s i g n,B R Bc a nd i s s i p a t e e n e r g y a n dr e s u l t i nt h e w h o l e s t r u c t u r e w i t hg o o d s e i s m i c b e h a v i o r.
K e y w o r d s:B R B;l o wc y c l e l o a d i n g t e s t;P u s h o v e r a n a l y s i s;n o n-l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s;s e i s m i c b e h a v i o r
基金项目:上海市科技人才计划项目:超高层建筑结构设计关键技术研究(08X D14223)。
作者简介:汪大绥(1941— ),男,江西乐平人,国家设计大师。E-m a i l:d a s u i w a n g@e c a d i.c o m
通讯作者:陈建兴(1977— ),男,福建莆田人,工学博士,高级工程师。E-m a i l:j i a n x i n g c h e n@e c a d i.c o m
收稿日期:2010年1月
117
0 引言
世博中心是2010年上海世博会五大永久性场馆之一,建筑面积约14万平方米,是世博会期间主要的会议中心、展览中心和新闻中心。世博中心地下1层,地上7层,采用钢框架支撑结构+大跨度桁架结构[1]。为了提高结构的抗震性能,部分支撑采用防屈曲耗能支撑(b u c k l i n gr e s t r a i n e d b r a c e,简称B R B)。
B R B由我国蓝科钢构和日本住友金属公司生产,共计518根。
防屈曲耗能支撑主要由支撑芯材和约束单元组成,通过特殊构造,受压时芯材承受轴力,约束单元不承受轴力,但能防止芯材屈曲。防屈曲耗能支撑受压时不屈曲,具有良好的滞回性能。防屈曲耗能支撑框架是一种新型耗能减震体系,在日本、美国和台湾已有较多的工程应用,包括新建和加固的项目[2-3];但在中国大陆应用还很少,对设计参数、设计方法和产品验收标准等工程应用问题尚需进一步的研究。
本文结合世博中心工程,对世博中心耗能减震支撑体系的设计关键问题进行研究,包括结构抗震性能目标、B R B的布置、B R B节点设计以及产品验收标准制定。通过试验研究确定和验证所采用的B R B 的设计参数和滞回性能,采用P u s h o v e r分析和弹塑性时程分析对耗能减震支撑体系的抗震性能进行分析和评价。
1 耗能减震支撑体系设计
1.1 结构抗震性能目标
世博中心人流密集,社会影响大,重要性高,结构的抗震设计在满足规范“三水准”的抗震设防目标前提下,充分利用B R B的耗能作用,提高主体结构(框架柱、梁和普通支撑)的抗震性能,多遇地震下结构保持弹性,设防烈度地震下仅B R B屈服耗能,主体结构仍保持弹性,罕遇地震下主体结构局部进入屈服,整体结构不倒塌。具体的抗震性能目标见表1。
1.2 B R B布置
B R B为可拆卸更换构件,B R B破坏后主体结构仍需具有竖向承载能力。因此,设计B R B在竖向荷载作用下不参与受力,B R B布置首先要考虑结构在无B R B时的安全性。其次,B R B应布置在地震作用下内力较大的位置以及层间位移角较大的楼层,支撑内力较大,变形也较大,耗散地震能量较多。而在地震作用下内力较小的支撑,B R B不能充分发挥耗能能力,因此采用普通支撑。
表1 结构抗震性能目标
T a b l e1 S e i s m i cb e h a v i o r i n d e x o f s t r u c t u r e
地震影响多遇地震设防烈度地震罕遇地震
抗震目标没有破坏有破坏,可修复不可倒塌
允许层间位移角1/3001/1001/50框架柱弹性弹性
允许进入塑性,
控制塑性变形框架梁弹性弹性
允许进入塑性,
控制塑性变形普通支撑弹性弹性
允许进入塑性,
控制塑性变形
B R B弹性塑性
塑性,检查B R B
或更换
图1为世博中心典型结构立面布置图,图中红色表示B R B。结合建筑门洞布置,横向立面采用单斜杆支撑,纵向立面为人字形支撑。在同一立面中,出现普通支撑与防屈曲耗能支撑混合使用的情况。对于结构整体,B R B布置在底部4层(Y向),地震作用下这些位置的支撑内力较大。对Y向(横向)立面,由于大跨度桁架的受力支承需要,与桁架相连的柱间支撑在竖向荷载作用下受力较大,属于竖向荷载作用下参与受力的支撑,均采用普通支撑。对X 向(纵向)立面,顶部楼层支撑在地震作用下受力较小,也采用普通支撑。
(a)X向(纵向
)
(b)Y向(横向)
图1 典型结构立面布置图
F i g.1 T y p i c a l e l e v a t i o n o f s t r u c t u r e
118
1.3 B R B 及其节点设计
在框架支撑结构中,结构整体刚度大部分由支撑提供。B R B 的截面应控制在合理范围内,既满足结构整体抗侧刚度的要求,又尽量减小地震作用。按照世博中心抗震性能目标,在多遇地震作用下结构层间位移角限制在1/300,主体结构和B R B 保持弹性,通过弹性分析,可以确定B R B 的截面和承载能力要求,B R B 承载力分别为2500k N 、2100k N 、1800k N 、1300k N 和900k N 五个等级。
B R B 支撑与框架结构的连接通常设计成铰接。节点构造尽量符合连接要求,同时采取必要的构造措施保证节点板的稳定,避免因节点失稳降低防屈曲支撑的耗能能力。与框架结构相连的节点按罕遇地震不坏原则进行设计,其承载力应大于罕遇地震作用下支撑的轴力,计算中需考虑钢材应变强化、受压承载力提高以及材料变异等因素导致支撑轴力的增大。B R B 典型节点构造见图2,B R B 端部为十字形连接板,采用高强螺栓通过8块拼接板(图中阴影)与框架节点板相连接,节点承载力取B R B 承载力的2.0～2.5倍
。
图2 B R B 典型节点构造F i g .2 T y p i c a l j o i n t o f B R Bs t r u c t u r e
1.4 B R B 产品验收标准
B R B 作为专利产品,各承包商对芯材材质、构造做法和产品检验都有各自的标准。而从工程应用的角度,尚需一套相对统一的标准供工程选用和验收。
世博中心结构设计中,根据现行规范对钢结构施工验收要求
[4]
,考虑防屈曲耗能支撑的特点,提出B R B
产品验收标准,对产品的钢材材质、几何尺寸、连接特性和力学性能等方面提出明确要求,其主要内容已编入有关规范的修编内容。
芯材的实际屈服强度与名义屈服强度的偏差幅值为±20M P a 。其它部件如套筒、连接板的材料性能及几何尺寸要求同普通钢结构。
防屈曲耗能支撑的几何尺寸验收可以参考G B 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》。考
虑安装和连接要求,对支撑的总长度和末排螺栓的间距与设计值偏差应分别控制在±3m m 和±2m m 之内。为保证支撑压缩后套筒与节点板之间有足够的空隙,套筒长度与设计偏差应控制在±3m m 。
B R B 产品的力学性能应通过试验获得,产品的试验抽样比例为2%,每种支撑类别至少有1个试件,且必须为足尺试件。试验对试件分别进行1/300、
1/200、1/150、1/100、1/80支撑长度的拉伸和压缩等幅循环3次。试验结果必须满足以下要求方能检验为合格。
(1)试验过程不应发生断裂、支撑失稳或支撑端部连接的破坏;
(2)累积塑性变形不得小于200倍的支撑试件初始屈服时的总变形;
(3)滞回曲线应具有正的增量切线刚度,且稳定饱满,并且最后1级变形第3次循环的承载力不低于历经最大承载力的85%。(4)屈曲约束支撑试件的拉、压最大承载力均不超过连接的极限承载力除以1.1的值。
(5)最大受压承载力不应小于受拉承载力,且不超过最大受拉承载力的1.3倍。
2 B R B 试验研究
2.1 试验概况
为了验证B R B 是否满足产品验收标准,并确定B R B 的设计参数,按照1.4节验收标准的要求选取了9根B R B 足尺试件,在同济大学建筑结构实验室进行拟静力试验。图3a 和图3b 为自行研制的自平衡反力架系统及试验照片。
试验按照1.4节验收标准采用图4所示的加载
制度(图中ΔL 和L 分别为B R B 的轴向位移和支撑长度,n 为加载步)。试验过程中采用位移控制,按试件长度的1/300、1/200、1/150、1/100、1/80分级加载,每级等幅循环3次。上述加载制度完成后试验结束,观察试件破坏现象。如图3c 所示,在连接板中部薄弱处布置了4个应变片,以测量节点连接板的应力;套筒端部布置了4个应变片,以测量套筒中的应力。在B R B 上布置了18个位移计,以测量:①屈曲约束支撑的轴向变形;②支撑一端芯板与套筒的相对位移;③支撑的面外位移。2.2 试验结果分析
试验结束时各试件均未出现强度衰减或刚度退化现象,支撑各部件未发现破坏。图5为典型试件的滞回曲线,试件3和试件5分别为蓝科钢构和住友金属的B R B 产品。滞回环均饱满、稳定,表明所采用的防屈曲耗能支撑产品具有稳定的滞回特征,具有良好
119
(a )
试验加载装置
(b )
试验照片
(c )应变片布置
图3 试验加载装置、现场照片及应变片布置
F i g .3 S k e t c ha n dp h o t o o f t e s t s e t -u p
表2 B R B 试件参数及试验结果
T a b l e 2 P a r a me t e r s a n de x p e r i m e n t a l r e s u l t so f B R Bs p e c i m e n s
试件编号屈服段截面面积/m m
2
屈服承载力P y /k N 试件长度L/m m 屈服位移Δy /m m 最大拉力P m +/k N 最大压力P m -/k N P m +/P y P m -/P y 延性系数Δm /Δy 累积塑性变形累积耗能P y
Δy /215625
90031822.02103.52427.42.341.1519.9516Δy
3402562590042475.62650.42900.92.941.099.5284Δy 19138125130042474.93087.03804.22.371.2310.9332Δy 2204400490048404.81930.81952.02.151.0112.9397Δy 26855786130046606.32058.62352.31.581.149.4272Δy 18067364180045606.12455.12866.21.361.179.4276Δy 18277364180048206.62545.72913.01.411.149.2271Δy 18389352210048805.22892.03472.51.381.2011.7362Δy 2389
11116
2500
4460
5.4
3222.7
3984.8
1.29
1.24
10.4
310Δy
229
的滞回耗能能力。
各试件的位移延性系数达9.2～19.9,累积耗能
达180～340倍的弹性变形能P y Δy /2,累积塑性变形达271Δy ～516Δy (见表2),
均已超过美国钢结构抗
图4 试验加载历程F i g .4 L o a d h i s t o r y i nt e s
t
(a )试件
3
(b )试件5
图5 典型试件滞回曲线
F i g .5 T y p i c a l h y s t e r e t i c l o o p s o f B R Bs p e c i m e n s
震规程A I S C 341要求的200Δy ,满足验收标准。表中累积塑性变形为试验全过程中拉、压塑性位移之和。可见在相同的加载制度下,不同试件所达到的
120
延性、累积耗能和累积塑性变形程度不同。对比试件1和试件2,导致两者显著差异的最重要原因是支撑长度。试件1较短,其约束屈服段长度在支撑长度中所占的比例很低,因而其初始屈服变形很小,延性、累积耗能和累积塑性变形很大。
由于材料的应变强化,随着轴向变形增大,支撑的承载力也缓慢提高。支撑受压的承载力明显高于屈服承载力,在1/100试件长度的轴向变形下(相当于罕遇地震下B R B 的最大变形),支撑最大拉力为屈服承载力的1.36～2.94倍,最大压力为最大拉力的1.01～1.24倍,说明不同产品的性能有一定差别,制定统一的验收标准是有必要的,并在设计中加以充分考虑。
3 P u s h o v e r 分析
采用E T A B S 通用有限元分析软件对结构进行P u s h o v e r 分析。在进行推覆分析之前进行重力荷载作用下的分析,得到结构的内力和变形,以此作为初始条件,进行X 向和Y 的推覆分析。3.1 水平荷载模式
推覆分析中的水平荷载与地震作用产生的惯性力沿高度分布应尽量接近,经过比较分析,推覆分析的水平荷载分布模式取结构基本振型模式时,各楼层剪力与反应谱法得到的楼层剪力基本接近,如图6所示,图中相对楼层剪力为各楼层剪力与1层剪力的比值
。
图6 P u s h o v e r 与反应谱法的楼层剪力比较F i g .6 C o m p a r i s o no n s t o r y s h e a r f o r c e r e s u l t b y
P u s h o v e r a n a l y s i s a n d f r o m s p e c t r u m a n a l y s i s
3.2 塑性铰的定义
在推覆分析中采用了三类塑性铰(图7),参考A T C -40中铰的定义,通过4个控制点B ～E 来衡量的塑性变形
[5]
。点B 代表铰开始屈服,点C 表示铰开
始失去承载力。在点B 、C 之间,点I O 、L S 、C P 代表铰的能力水平,分别对应于直接使用、生命安全和防止
倒塌。分析中,根据各构件的受力特点假设塑性铰的类型和可能出现的位置。框架梁、柱采用P M M 铰(轴力弯矩耦合铰),出现在框架梁和框架柱的两端,每根杆件2个;防屈曲支撑(B R B )采用拉压对称P 铰(轴力铰),出现在支撑的跨中,每个支撑1个;普通支撑采用拉压不对称P 铰(轴力铰),出现在支撑的跨中,每个支撑1个
。
图7 塑性铰类型
F i g .7 L o a d -d i s p l a c e m e n t c u r v e s o f d i f f e r e n t p l a s t i ch i n g e s
3.3 塑性变形发展历程
Y 向(横向)推覆过程中结构塑性变形发展过程见图8。在设防烈度地震作用下,1～3层的B R B 率先出现塑性铰,铰的变形在B～I O 之间;随后2、3层的框架梁中开始出现塑性铰;在罕遇地震作用下,1层框架柱底和3层框架柱柱顶中出现塑性铰,铰的
变形在B～I O 之间,B R B 和框架梁的塑性铰变形逐渐增大,最大变形出现在2层和3层,铰的最大变形在I O～L S 之间,说明结构处在“生命安全”状态
。
图8 结构塑性变形发展历程
F i g .8 P l a s t i c d e v e l o p m e n t o f s t r u c t u r e
121
Y 向的基底剪力和顶点位移曲线如图9所示。可以看出:在多遇地震作用下,整体结构保持弹性;在设防烈度地震作用下,防屈曲支撑已经屈服,但框架主体结构仍保持弹性;在罕遇地震作用下,框架梁、柱均开始屈服,但整体结构不倒塌。X 向(纵向)结构塑性变形与Y 向相似
。
(a )X
向
(b )Y 向
图9 基底剪力和顶点位移的关系
F i g .9 B a s e s h e a r a n dt o p d i s p l a c e m e n t c u r v e
设防烈度地震作用下结构的基底剪力分别为多遇地震作用下结构基底剪力的2.09倍和2.40倍,若B R B 不屈服,则设防烈度地震下结构的基底剪力为多遇地震下的2.85倍,因此在设防烈度地震下,由于B R B 屈服,结构X 方向和Y 方向的基底剪力分别减小了26.7%和15.8%。说明采用B R B 能有效耗散地震能量。
图10为罕遇地震作用下楼层的最大层间位移角,各层最大层间位移角均小于1/50。
上述分析表明,B R B 的应用能够明显减小结构在地震作用下的动力反应,提高整体结构的抗震性能。整体结构满足表1中抗震性能目标的要求。
4 弹塑性时程分析
4.1 模型简化
采用S A P 2000进行弹塑性时程分析,考察结构在罕遇地震作用下的变形与B R B 的地震反应。
考虑
图10 罕遇地震作用下结构层间位移角
F i g .10 I n t e r -s t o r y d r i f t r a t i o o f s t r u c t u r e u n d e r
r a r e i n t e n s i t ye a r t h q u a k e
1层底部土体的侧向约束,楼板厚度为200m m ,近似
认为其满足上部结构嵌固层的要求,在分析中将结构嵌固部位取1层底部。4.2 地震波
分析中选取3条地震记录,分别为上海人工波1(S H W 1),上海人工波2(S H W 2)和上海人工波4(S H W 4)。上海人工波1持时24.90s ,时间间隔0.02s 。上海人工波2持时24.90s ,时间间隔0.02s 。上海人工波4由E l C e n t r o 波改造而来,持时40.96s ,时间间隔0.01s 。分析中,将地震记录峰值加速度调整为220g a l 。对3条地震记录均截取前20s ,持续时间超过结构自振周期的5倍,满足抗震规范的要求。
地震波分别沿X 向和Y 向单方向输入。4.3 塑性铰定义
采用纤维弹塑性铰单元进行分析,其材料应力-应变关系采用了双线性模型,强化系数取为0.01。框架梁和柱的塑性区长度假定为8%杆长,在杆件两端设置塑性铰,名义积分长度为8%杆长。防屈曲支撑设为铰接杆件,假定只发生轴向变形。本结构中框架柱为箱形截面,框架梁为H 形截面,在S A P 2000中采用图11所示的截面纤维布置方式
。
图11 箱形截面和H 形截面的纤维布置方式F i g .11 F i b e r d i s t i r b u t i o n f o r b o x a n dH t y p e s e c t i o n
4.4 层间位移角
图12为罕遇地震作用下结构的层间位移角包络。输入地震波S H W 1、S H W 2和S H W 4,X 向最大层间位移角分别为1/103、1/96和1/169;Y 向最大层间
122
位移角分别为1/73、1/79和1/113,均小于1/50。层间位移角沿楼层分布与在E T A B S 中的P u s h o v e r 分析结果基本相符。由于结构在X 向布置了较多B R B ,罕遇地震作用下,B R B 屈服后,结构变形接近纯框架结构;而Y 向B R B 布置在底部4层,4层以上仍为普通支撑,罕遇地震作用下,底部结构变形较大,而上部结构变形较小
。
图12 罕遇地震作用下结构层间位移角包络F i g .12 I n t e r -s t o r y d r i f t r a t i o e n v e l o p o f s t r u c t u r e u n d e r
r a r e i n t e n s i t y e a r t h q u a k e
4.5 B R B 内力时程曲线
图13为罕遇地震作用下典型楼层B R B 的应力比时程曲线,其中应力比为支撑轴向应力与屈服强度标准值的比值。在地震波作用下,所有的支撑都出现屈服,而且屈服时间基本相同,说明本结构B R B 分布比较合理,结构扭转效应较小,在罕遇地震作用下能基本同步屈服并耗散地震能量。
5 结论
(1)B R B 试验结果说明世博中心工程所用的B R B 具有很好的延性和耗能性能,符合产品验收标准;B R B 的承载力会因应变强化和受压而增大,节点设计中应充分考虑支撑轴力的增大,以满足强节点弱杆件的设计原则;不同生产厂商生产的B R B 性能有一定差异,制定统一的验收标准是必要的。
(2)P u s h o v e r 分析结果表明:世博中心工程的B R B 屈服后能有效减小结构地震反应;塑性铰出现顺序为B R B 、框架梁、框架柱,结构具有很好的延性;多遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下结构的受力性能满足结构抗震性能目标的要求。
(3)弹塑性时程分析结果表明:罕遇地震作用下结构的变形与P u s h o v e r 计算结果相互吻合,均满足设计要求;经过合理布置的B R B 基本能同步屈服耗散地震能量,从而提高结构抗震性能
。
(a )S H W 2波沿X 向作用(5层沿X 向B R B
)
(b )S H W 1波沿Y 向作用(2层沿Y 向B R B )
图13 B R B 应力比时程曲线
F i g .13 T i m e h i s t o r y o f s t e r s s r a t i oi nB R B
参 考 文 献
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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。
结构专业 工程设计大师名录
目录 结构专业 (1) 工程设计大师名录 (1) 孙芳垂（已仙逝） (3) 容柏生 (4) 黄耀莘（已仙逝） (5) 吴学敏 (6) 林桐（已仙逝） (7) 金问鲁（已仙逝） (8) 胡庆昌（已仙逝） (9) 益德清 (10) 黄存汉（已仙逝） (11) 林立岩 (12) 汪大绥 (13) 陈宗弼 (14) 程懋堃 (15) 江欢成 (16) 张维岳 (17) 柯长华 (18) 任庆英 (19) 王亚勇 (20) 郁银泉 (21) 娄宇 (22) 傅学怡 (23)
孙芳垂（已仙逝） 单位：广播电影电视部设计院 毕业院校：南京中央大学（东南大学） 孙芳垂，（1920-2011）国家设计大师，1920出生于安徽池州，原广播电影电视部设计院总工程师，教授级高级工程师，一级注册结构工程师，建设部执业资格注册中心考试命题及评分专家组副组长，中英注册结构工程师资格互认补充考试中方考官。1944年毕业于国立中央大学工学院土木工程系，1948年留学美国密歇根大学攻读研究生，1949年底回国参加社会主义建设。1979年7月调到中央电视台筹建处工作。历任北京市都市规划委员会工程师、北京工业建筑设计院主任工程师、山西运城地区设计室组长、中央彩电中心筹建处总工程师、广电部设计院总工程师。现为广电设计院顾问、中国建筑学会、中国土木工程学会、北京土木建筑学会会员，中国建筑业联合会工程建设质量监督研究会顾问。曾参与和主持设计了北京饭店西楼及宴会厅、首都剧场、辽宁电视发射塔、中央电视台彩电中心、中央电视发射塔等数十项重大工程。1985年被评聘为正高职高级工程师。1989年获中国工程设计大师称号。1991年起享受政府特殊津贴待遇。曾译著出版了《拱及悬吊结构的合理形式》、《扁平砖拱建筑》、《工种规划与设计中的概率概念》三部学术著作，还曾三次获得国家科技进步二等奖。1982年退休。 注：原广播电影电视部设计院总工程师、国家设计大师、享受政府特殊津贴的知名专家、教授级高级工程师，中国共产党党员，副局级退休干部孙芳垂同志，因病医治无效，于2011年3月4日20时0分，在北京世纪坛医院不幸逝世，享年91岁。
浅述消能减震技术在高层建筑中的应用 摘要:地震是一种突发性的破坏性极强的自然灾害，罕遇的大地震会给建筑物及构筑物造成极大的破坏，造成极大的人员伤亡和经济财产损失。而我国是一个地震多发区，特大地震也时有发生，如唐山大地震和汶川大地震。所以在建筑结构设计中如何防止地震作用下建筑物的破坏就显得尤其重要。结构被动控制[1]中的耗能减震技术由于技术相对成熟，施工方便，减震效果明显等特点广泛用于多高层建筑抗震的设计和加固中。本文简单论述了消能减震的原理，重点介绍了各种消能减震设备的特点及其设计方法，为消能减震的设计提供一定的参考。 1. 概述 地震是一种突发性的破坏性极强的自然灾害，罕遇的大地震不仅会直接给建筑物及构筑物造成极大的破坏，同时也会造成泥石流等次生灾害的发生，造成极大的人员伤亡和经济财产损失。而我国恰恰是一个地震多发的国家，如唐山大地震和汶川大地震都是史无前例的特大地震灾害，给人们带来了极其巨大的痛苦。所以结构设计中的抗震设计是关系人民生命和财产的大事，必须给予高度的重视，特别是在我国的震区。 传统的结构抗震设计[2]主要致力于保证机构自身具有一定的强度、刚度和延性，以满足一定的抗震设计要求。事实表明，在大震作用下结构主体经常会产生不可修复的损伤甚至破坏，造成的损失是巨大的，难以接受的。这种仅靠自身性质抗震的结构在地震作用中处于被动受力状态，因此是一种消极的抗震方式。为使结构更有效地抵抗地震作用，以隔震、减震为技术特点的技术逐渐发展起来，并且许多设备都以在现实结构特别是地震区建筑和超高层建筑中广泛的应用。 结构控制理论按是否需要外部施加能量分为主动、半主动和智能控制及被动控制。而被动控制主要可分为隔震技术、消能减震技术和吸震减震技术。隔震技术[3]是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地基中的抵触顶面分开，限制地震动向结构物的传递，如橡胶支座隔震和滚子隔震等。隔震结构主要用于基本规则的低层和多层建筑；吸震技术[4]是在主体系统上加附加子系统，以减少主体结构的震动，如调谐质量阻尼器TMD或调谐液体阻尼器TLD。吸震系统主要应用于大跨结构及超高层抗风中；消能减震技术[5]是在结构中设置非结构的耗能元件（耗能器或阻尼器），结构振动使耗能元件在被动的往复运动中耗散结构的振动能量，减轻结构的动力反应。这比传统的依靠结构本身延性耗能显然是更近了一步，耗能元件一般不改变结构的形式，也不需要外部能量的输入。耗能减震技术由于技术相对成熟，施工方便，设备制造相对容易，减震效果明显等特点使之广泛用于多高层建筑抗震的设计和加固[6]中。它也是本文的重点论述对象。 2. 消能减震技术的原理 消能减震结构体系是一种较新的抗震结构体系，是把一些非承重构件（如支
大连绿地中心结构设计 汪大绥，包联进，陈建兴，钱鹏，江月，周建龙，陆道渊 （1.华东建筑设计研究院总院，上海200002） 提要：大连绿地中心为超高层建筑，建筑高度518m，结构高度400.8m，采用巨型框架支撑+核心筒+伸臂桁架结构体系。根据结构体系和受力特点，提出了具体的结构抗震性能目标和抗震加强措施。整体结构弹性分析和弹塑性时程结果表明，结构整体指标和抗震性能均满足规范和抗震性能目标的要求。对特殊部位的结构和关键问题，包括减小风荷载、支撑和伸臂桁架效率、酒店区结构体系和剪重比控制等进行分析和探讨，为结构设计提供充分的依据，同时也为同类工程和问题提供参考。 关键词：超高层建筑，风荷载，伸臂桁架，剪重比 1工程概况 大连绿地中心项目（图1）位于大连湾东港区，毗邻国际会议中心和大剧院，由一幢超高层塔楼、商业裙房和地下室组成，主要功能为办公、公寓和酒店，总建筑面积为29.95万m2，地上建筑面积为22.03万m2，地下建筑面积为7.92万m2。超高层塔楼地上83层，地下5层，建筑塔冠高度为518m，结构高度400.8m。裙房地上4层，地上部分与塔楼之间设抗震缝脱开。建筑设计与结构设计均由华东建筑设计研究总院承担。 超高层塔楼平面（图2）为具有弧形切角的等边三角形，底部切角较小，顶部切角较大。L1~L37层，楼层平面大小沿高度先略微增大再略微减小，切角三角形边长在51.2m~53.3m之间变化；L39至顶层切角三角形边长逐渐收缩，切角三角形平面边长从51.2m减小为32.7m。塔楼核心筒呈六边形，长边边长约为29m，高度约34m，主要功能为高速电梯、设备用房和服务用房。 图1大连绿地中心效果图图2 塔楼平面布置图 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAJ07B01） 作者简介：汪大绥（1941-），男，教授级高工
消能减震技术应用综述(一) 摘要：从目前结构消能减震技术的角度出发，论述了在实际设计中这些方法的原理和构造方式。 关键词：基础隔振结构消能减震调谐质量阻尼器 0引言 基础隔振与结构隔振是目前消能减震技术应用的最广泛，效果最好的方法。其中基础隔振是主动减震，而结构减震是被动隔振。结构消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制。1基础隔振技术 1.1液压质量(HMS)控制系统。系统使用适用范围是底层柔性建筑，底层柔性建筑虽然能满足底层大空间的要求，但由于在地展中，柔性底层往往变形过大而导致结构破坏，其抗震性能较差，因此，提出采用结构控制的方法来改善此类建筑的抗震性能。HMS系统主要由液压缸、活塞和管路等组成，其安装在单层框架上，见图1。由图1可知，当框架受地面运动而产生振动时，由活塞推动液体，使管路中的液体和质量块随之振动，由于框架的一部分振动能里传递给了液体和质块，从而减小了框架结构的振动。HMS系统中液体的压缩性必须考虑，并建立了考虑液体压缩性的HMS系统的“弹性”计算分析模型，由“弹性”模型可得到结构和HMS系统组成的控制抗震建筑新体系。 1.2叠层橡胶支座基础隔震。叠层橡胶支座基础隔震建筑地震反应分析的常用力学模型有层间剪切模型、层间剪弯模型、层间扭转模型及空间杆系模型等，其中应用最多的是层间剪切模型。当利用层间剪切模型分析基础隔震建筑的动力响应时，首先需要将柔性隔震层的复杂滞回特性简化为可用于数值分析的恢复力模型。 2结构的消能减震技术1] 2.1摩擦阻尼器。摩擦耗能器是一种耗能性能良好、构造简单、造价低、制作方便的减振装置。普通摩擦耗能器其构造如图2所示，通过开有狭长槽孔的中间钢板相对于上下两块铜垫板的摩擦运动而耗能，调整螺栓的紧固力可改变滑动摩擦力的大小。试验结果表明:滑动摩擦力与螺栓的紧固力成正比；其最大静摩擦力和滑动摩擦力相差较小，但滑动摩擦力的衰减较大，达到30%，其原因是由螺栓松动引起的；滞回曲线表现出良好的刚塑性性能。 由摩擦滑动节点和4根链杆组成，摩擦滑动节点由钢板通过高强螺栓连接而成，耗能器的起滑力由节点板间的摩擦力控制，可在钢板之间夹设摩擦材料或是对接触面做处理来调节摩擦系数，通过松紧节点栓来调节钢板间的摩擦力，四周的链杆起连接和协调变形的作用。当支撑外力不能克服最大静摩擦力时，耗能器不产生滑动；当外力能够克服最大静摩擦力时，耗能器产生滑动并通过摩擦做功耗能。试验结果表明:Pall摩擦耗能器的工作性能稳定，耗能能力强。 2.2软钢阻尼器。软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种，在地震或风振时，通过软钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量，从而达到减震的目的。在其内核钢支撑和外包层(钢管、钢筋混凝土或钢管混凝土)之间形成无粘结滑移界面，防止内核钢支撑在压力作用下屈曲，从而获得丰满的滞回曲线。该阻尼器具有方便耐用、滞回耗能性能良好的特点，逐渐得到工程界的广泛认可。 2.3铅阻尼器。铅橡胶复合阻尼器的构造主要是由薄钢板、橡胶、铅、挤压头、连接板及保护层所组成。薄钢板、橡胶、连接板中央预先留有圆孔，并通过高温高压硫化为一体，铅在硫化后通过挤压灌入预留孔中。薄钢板可经特殊处理以提高阻尼力和屈服后刚度。
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
浅析建筑隔振消能减震技术 1 地震的危害 建筑物除了承受竖向荷载外, 还要承担风和地震水平荷载的作用, 建筑物越高,这个水平荷载效应就越明显。我国 41%的国土、 50%以上的城市位于地震烈度 7度以上的地区, 面临的地震灾害形势非常严峻。地震是人类面临的最严重的突发性的自然灾害之一, 对人民的生命和财产安全造成很大的危害。 1.1 造成大量人员伤亡 1976年唐山发生的 7.8级强烈地震, 顷刻间, 百余万人口工业城市被夷为平地,造成 24.2万人死亡, 16.4万余人重伤。自 1900年有记录以来,我国死于地震的人数达 55万之多,占全球地震死亡人数的 53%。 1.2 破坏人类赖以生存的环境 自我国 1900年有记录以来,地震成灾面积达 30多万平方公里, 房屋倒塌达 700万间。 1.3 冲击人类社会的正常运行秩序和造成大量的经济损失 唐山地震的直接经济损失近百亿元,震后重建投资达百亿元。 1995年,日本阪神地震中经济损失超过 1000亿美元。随着经济的高速发展, 城市化使人口和财富高度密集, 强烈地震造成的伤亡和损失将越来越大, 地震后的修复和城市的复兴就越有难度, 对国家经济发展和社会稳定的冲击也将更为剧烈。 2 传统抗震方法 地震造成的破坏给人类留下的烙印是深刻的。而我们结构工程师 们一直没有停止过对建筑物抗震的研究。建造抗强烈地震的建筑物和构筑物成为建筑工程领域重要的课题。为了抵御地震灾害, 通常的建筑结构设计采用的是
抗震设计,强调的是“ 抗” ,即采用“ 延性结构体系” 适当控制结构物的刚度,但容许结构构件(如梁、柱、墙、节点等等在地震时,进入非弹性状态,并且具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反映,使结构物“ 裂而不倒” 。 这种体系在很多情况下是有效的,但也存在很多局限性:首先, 由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态, 对某些重要的结构物是不容许的(纪念性建筑、装饰昂贵的现代化建筑、原子能发电站等 ;其次,对于一般性建筑,当遭遇超过设防烈度地震时,由于主体结构已发生严重非弹性变形, 在地震后难以修复或在强地震中严重破坏, 甚至倒塌, 其破坏程度难以控制; 再次, 随着地震强度的增大, 结构的断面和配筋都相应增大,造成经济的“ 浪费” 。 3 隔震、消能减震 3.1 隔震与消能减震原理 隔振、减震控制的基本原理是在结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震、减震装置,通过隔震、减震装置的耗能特性,减小振动能量向周围环境的传递,达到减小振动对周围环境影响的目的。 3.2 隔震与减震方法 3.2.1 粘弹性阻尼结构 粘弹性阻尼结构的风洞试验、地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明,在结构中安装粘弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应 40%~80%,可确保主体结构在强风和强震中的安全性,并使结构在 强风作用下, 结构的舒适度控制在规定的范围内。西雅图哥伦比亚中心大厦起初是因为在风振的影响下,顶部几层有明显的不舒适感,安上粘弹性阻尼器后,不再有不舒适感,效果良好。若采用加大刚度的方法来获得同样的效果, 需要把现有的柱尺寸扩大一倍, 粗算价值约 800万美元,显然采用增加刚度的办法是难以接受的,而采用粘弹性阻尼器所用的试验及安装费用仅 70万美元。在北京的银泰中心也设置了粘滞阻尼器,试验结构证明有很好的减振效果。由此可见,采用粘弹性阻尼器减小建筑的风振或地震效应在经济上是相当可观的。 3.2.2 吸能减震
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
《结构隔震与耗能减振》 课程作业1 姓名：XXX 学号：XXXXXX
1. 作业要求 计算并绘制5%和30%阻尼比下的EI Centro(1940,NS)地震记录的的绝对加速度反应谱、伪加速度反应谱及（此次作业中暂且称之为“近似加速度 反应谱”），并比较三者的异同。 2. 建立分析模型 对于图1所示的EI Centro (1940,NS)地震波时程，采用图2所示的结构进行绝对加速度反应谱和伪加速度反应谱分析。 5 10 15 20 -4-3-2-1012 3 Time (sec) a g (m /s 2) 图1 EI Centro(1940,NS)波时程 图2 分析模型 设系统的自振频率为，阻尼比为，则此SDOF 结构的标准运动方程为： 式(1) 转化成状态方程为： 式(2) 其中， ， , ， ，， 在Matlab 中用函数y=lsim(A,B,C,D,u,t)，即可求得系统的状态量。
3. 地震反应谱计算方法 上面分析中的分别为结构相对地面的位移、速度和加速度。 绝对加速度反应谱： 由式(1)可得结构的绝对加速度为： 其绝对加速度反应谱值为： 绝对加速度反应放大系数为； 伪加速度反应谱： 按照抗震设计规范中的结构剪力公式： 得其伪加速度反应谱值为： 伪加速度反应放大系数为： 近似加速度反应谱（）： 当激励为简谐荷载时： 求两次导得到加速度反应： 所以绝对加速度谱与伪加速度谱具有如下近似关系： 4. 计算结果 根据前面分析，分别在阻尼比取为时计算得到的EI Centro (1940,NS)地震波的绝对加速度反应谱、伪加速度反应谱与近似加速度反应谱的结果如图3所示。
项目管理在大型学术会议组织中的应用 成果简介 大型学术会议是一项具有交流专业性的系统化项目管理活动。近年来，随着我院综合实力的日渐提升，行业学术影响力也随之提高，因此举办学术会议成为我院为加强科研成果研讨、促进科研学术水平提升、展示科技成果和将科研成果回馈社会的途径之一。 大型学术会议项目管理具有一般项目管理的特征，但同时具备管理形式上的独特性。其独特性主要体现在：会议的形式多样化、主体内容抽象性强、涉及的管理范围较分散、流程开放式管理等方面。举办大型学术会议需要有效利用及整合人力资源和其他资源：以达到预期学术效果、提高会议经济效益、增强科研凝聚力、增强社会影响力为目标，促进行业学术研讨可持续发展为愿景。本手册运用项目管理中的工作分解结构Work Breakdown Structure(WBS)方法,将举办大型学术会议的工作项目进行结构分解、细化，提前筹划需交付成果对应的分项项目元素：细部任务、时间节点、组织分工、完成情况、跟进情况等。由于会议项目具有管理范围较分散，整体效果要求高的特点，每个细部任务都十分重要，会议项目的筹划过程可以作为检验项目成功与否的重要判断依据。 本手册以《低碳生态城市和绿色建筑论坛》（以下简称《低碳论坛》）和《第十二届全国建筑物检测鉴定与加固改造学术交流会》（以下简称《检测加固交流会》）为例，解析如何将WBS方法应用于大型学术会议项目管理。 本手册不仅适用于大型学术会议项目管理，同时适用于中小型学术会议及作为举办多种形式类型会议的工作指引手册。为我院实现企业转型升级塑造更强的技术服务能力、科学管理能力、自主创新能力等内在核心竞争力。
一、项目管理模式应用于大型学术会议的必要性 大型学术会议是一项具有交流专业性的系统化活动，在筹备过程中需要配合协调好多方力量，统筹规划、更需要胆大细心，疏而不漏。如何更有效的筹办好大型学术会议是衡量会议成功与否、是否能达到预期效果，同时还能取得经济效益的关键。由于经常面临工作分配不合理、人力资源有限、会议预算限制等问题，举办大型学术会议经常面临诸多挑战。项目管理是通过运用专门的知识、技能、工具和方法，使项目能够在有限资源限定条件下，实现或超过设定的需求和期望。因此，将项目管理模式应用于大型学术会议管理，提高办会质量、效率和效益是非常必要的。 现代社会，科学技术已不仅仅是单一的知识体系，其发展更不应再局限于某种固定的模式，“学术会议”是将科学技术、生产知识通过社会活动进行动态的交流。随着我院业务覆盖领域的扩展、发展形式日益的多样化，我们十分需要这种动态的交流平台，将我院的科研技术成果、新材料应用等推向更广阔的市场，达到推动行业技术进步、促进行业健康有序发展的目的，也为我院树立行业技术权威地位和探索高端的市场开拓模式提供有效途径。 我院自2012年以来共举办近50场学术交流会，其中，大中型学术会议共23场（表1），正在筹备中的大型会议1场（表1）。通过经验总结可看出：我院举办的大中型学术会议经常面临内容专业面广、参加人员多、筹备时间短、工作量大、管理组织经验不足、现场突发情况多等很多问题。将项目管理应用于大型学术会议的组织，有效提高举办大型学术会议的组织能力，合理调配工作量，有效整合和使用资源，将会议组织管理纳入标准化的管理模式，提升会议组织质量和效率，强化时间和成本的管控。
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
结构消能减震技术 欧阳光明（2021.03.07） 1、结构消能减震的基本概念 地动产生时空中震动引起结构物的震动反响，空中地动能量向结构物输入。结构物接收了年夜量的地动能量，必定要进行能量转换或消耗才干最后终止震动反响。 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；当呈现年夜风或年夜震作用时，随着结构侧向变形的增年夜，消能构件或消能装置率先进入非弹性状态，产生较年夜阻尼，年夜量消耗输入结构的地动或风振能量，使主体结构避免呈现明显的非弹性状态，且迅速衰减结构的地动或风振反响（位移、速度、加速度等），呵护主体结构及构件在强地动或年夜风中免遭破坏或倾圮，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）依照不合“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。采取消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比，具有年夜震平安性、经济性和技术合理性。 技术指标：建筑结构消能减震设计计划，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构计划和建筑使用要求，与采取抗震设计的设计计划进行技术、经济可行性的比较阐发后确定。采取消能减震技术结构体系的计算阐发应依据《建筑抗震设计规范》GB50011 进行，设计装置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》09SG6102，其产品应合适《建筑消能阻尼器》JG/T209 的规定。 适用规模：消能减震技术主要应用于高层建筑，高耸塔架，年夜跨度桥梁，柔性管道、管线(生命线工程)，既有建筑的抗震(或抗风)性能的改良等。 传统抗震结构体系，容许结构及承重构件(柱、粱、节点等)在地动中呈现损坏结构及承重构件地动中的损坏过程，就是地动能量的
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。
建筑结构 | 汪大绥：攀登之路，高层建筑40年发展历程回顾 汪大绥 ＷＡＮＧＤａｓｕｉ 全国工程设计大师 华建集团华东建筑设计研究总院 顾问总工程师 改革开放40年来，中国发生了翻天覆地的变化，我国在高层建筑领域的飞速发展引起全世界同行的瞩目。回顾高层建筑40年发展历程，总结辉煌的结构设计成绩，经验说明，创新与突破是设计技术水平突飞猛进的原动力。
中国在高层建筑领域的飞速发展引起了全世界同行的瞩目。根据已经建成和在建项目推测的2020年全球最高的20栋超高层建筑中，中国占有一半以上。中国已当之无愧地成为世界高层建筑第一大国。 1978年十一届三中全会开启的改革开放，揭开了中华民族历史上辉煌的一页。在中国共产党的领导下，全国各族人民团结一心，意气风发，在四十年这个不长的时期内，使贫穷落后的中国发生了翻天覆地的变化，迅速跻身于世界一流强国的地位。在这个过程中，建设战线的广大员工付出了艰辛的劳动，祖国城乡面貌发生了巨大的变化，而其中令人印象深刻的变化之一就是全国各地大量兴建的高层和超高层建筑。对于中国这样一个人口密度高、建设用地紧缺、城市化进程高速推进、大量农村人口涌入城市的国家，高层建筑的出现有其必然性。经济发展带来的技术进步和财富积累也为高层建筑的建造提供了技术和经济基础。 华亭宾馆是上海第一个涉外五星级宾馆中国在高层建筑领域的飞速发展引起了全世界同行的瞩目。世界高层建筑与都市人居学会(以下简称“CTBUH”)的统计资料中有很详实的数据表明中国在这个领域中的地位。根据已经建成和在建项目推测的2020 年全球最高的20 栋超高层建筑中，中国占有一半以上。而2018 年全世界范围内竣工的200m 以上的143 座高层建筑中，中国有88 座，占61.5%，连续23 年位居世界之首。近年来有数个项目被CTBUH 评为世界最佳高层建筑。中国已当之无愧地成为世界高层建筑第一大国。 联谊大厦是上海最早的框架—核心筒结构和第一个高度超百米的高层建筑，也是第一个采用玻璃幕墙 的高层建筑上海是中国最大的经济中心城市，在高层建筑的设计与建造方面一直走在全国前列。本人于1978 年进入华东工业建筑设计院(现华建集团华东建筑设计研究总院)工作，40 年来亲身经历了上海的巨大发展和变化，也有幸参与了上海和国内一些城市高层建筑的设计与建设过程，对我和我的同事们能在这一历史大变革中奉献自己的一点微薄之力感到无比的荣幸与自豪。 作为中国最早对外开放的城市，上海在上世纪二三十年代就产生了中国第一批高层建筑，其中比较知名的有国际饭店、上海大厦、锦江饭店、和平饭店等，八十年代初期，上海为适应外事活动的需要，建造了华亭宾馆、联谊大厦、雁荡公寓、上海宾馆等高层建筑。
结构消能减震技术 1、结构消能减震得基本概念 地震发生时地面震动引起结构物得震动反应,地面地震能量向结构物输入。结构物接收了大量得地震能量,必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应。 消能减震技术就是将结构得某些构件设计成消能构件,或在结构得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得初始刚度,处于弹性状态,结构具有足够得侧向刚度以满足正常使用要求;当出现大风或大震作用时,随着结构侧向变形得增大,消能构件或消能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构得地震或风振能量,使主体结构避免出现明显得非弹性状态,且迅速衰减结构得地震或风振反应(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,达到减震抗震得目得。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。消能部件中得消能器(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,与其它类型如调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)等。采用消能减震技术得结构体系与传统抗震结构体系相比,具有大震安全性、经济性与技术合理性。 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、建筑结构方案与建筑使用要求,
与采用抗震设计得设计方案进行技术、经济可行性得对比分析后确定。采用消能减震技术结构体系得计算分析应依据《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 得规定。 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),既有建筑得抗震(或抗风)性能得改善等。 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得损坏过程,就就是地震能量得“消能”过程。结构及构件得严重破坏或倒塌,就就是地震能量转换或消耗得最终完成。
消能减震技术在建筑加固工程中应用 发表时间：2019-04-26T15:11:51.530Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：裴鑫 [导读] 摘要：在现代传统的抗震工艺中拥有诸多方法，其中最传统的就是房屋得上部结构和它的基础牢十分结实地连在一起，当地震来临时，地面引起的运动能量能够通过在地上实施的基础输送到房屋结构中，从而导致房屋结构产生振动和变形的现象乃至倒塌。 滕州市工程建设监理技术服务中心山东滕州 277500 摘要：在现代传统的抗震工艺中拥有诸多方法，其中最传统的就是房屋得上部结构和它的基础牢十分结实地连在一起，当地震来临时，地面引起的运动能量能够通过在地上实施的基础输送到房屋结构中，从而导致房屋结构产生振动和变形的现象乃至倒塌。本文中所阐述的“消能隔震”的指导目标在于使基础和上部房屋结构进行有效分离，将建筑物和地面基础进行隔离，从而实现地震时地面晃动但是地面上的建筑物基本不动，以期提高建筑物的安全水平。文章中以某医科大学第一附属医院综合服务楼项目为例，根据实际情况设计隔震层并采用减隔震技术，提高房屋结构的抗震水平。 关键词：消能；减隔震；施工技术 1消能减震加固原理 消能减震加固，是通过在原结构设置阻尼器等减震装置来实现抗震目标的方法。结构消能减震加固，即是在结构物的某些部位设置消能装置，通过消能装置产生摩擦、弯曲（或剪切、扭转）、弹塑（或粘弹）性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减少主体结构的地震反应。 2消能减震技术在建筑加固工程中应用 某医科大学第一附属医院综合服务楼工程总面积41308.08㎡，地下一层，地下二层为车库，地下三层为车库局部为人防地下室；地上十六层，框剪结构，使用功能为综合服务楼，本工程所在的乌鲁木齐市位于天山地震带，抗震设防烈度8°，设计基本地震加速度值为0.20g。传统的构造抗震体系允许混凝土承重结构或其余结构构件，例如梁柱节点、梁梁节点等在地震来临时出现主体结构节点损坏或混凝土承重结构构件在地震中的损坏过程，是地震产生的能量的“消能”过程，若混凝土承重结构或结构构件等严重破坏或倒塌，地震所产生的能量的消解耗尽的最终完成。所使用的主要方法是根据建筑构造本身受力结构构件的全体耗能特性和变形能力来硬性吸收地震波释放出的能量。它主要依靠曾经已有的设计经验，调整主体结构容易出现损坏的局部刚度或整体刚度，加强因地震而造成的破坏点抵抗地震波释放能量所产生的变形及损坏，使主要的结构受力构件在受到地震波影响时能够处于非弹性状态，并具备一定的延伸性，从而能够确保主体结构构件等在地震波释放能量时产生足够的延性破坏，以抵消强烈的地震波所带来的能量。上述原理即是全球范围内比较常规的传统结构抗震的基本方法，“小震不坏、中震可修、大震不倒”是这种方法的抗震设防三大基本点，虽然此类抗震设防结构应用的非常普遍，但在应用过程中也存在着非常多的不足之处，所以采用消能减震技术具有紧迫性及必要性。 2.1阻尼器的布置原则 1）减震设计控制指标：按多遇地震计算时，主体结构应该保持弹性要求，而且非结构构件也不应出现明显的破坏；按罕遇地震计算时，结构从弹性过渡到弹塑性，但阻尼器系统仍能正常工作，发挥其功能。2）在阻尼器布置时，应充分考虑建筑平面使用功能的要求，选择合适位置的隔墙，将阻尼器安置在中间，并采用防火轻质材料作为隔板，然后依据位移控制要求和水平向地震力等参数，通过计算分析来确定阻尼器的准确位置和数量。消能构件一般布置在结构的X，Y两个主轴方向，以达到增加两个方向的阻尼和刚度的目标。3）阻尼器应安置在相对速度或层间相对位移较大的楼层，通过尽可能地增加消能器两端的相对速度和相对变形，以提高阻尼器的有效减震作用。4）初步布置好阻尼器后，对结构进行整体抗震性能分析，包含多遇地震作用下的弹性分析和罕遇地震作用下的弹塑性分析，根据分析结果进行优化调整。5）截面配筋设计时，应按照各层消能部件的最大阻尼力来计算，对结构中相关梁柱节点进行强度校核，并适当对节点部位采取一些补强措施，来保证结构的安全性能。 2.2隔震层施工技术 所谓基础隔震系统的原理是，在上部主体结构与基础结构中间设置专门的隔震元件和耗能装置，产生有弹性的底层部位，作为隔震层，用来分隔上部主体结构与基础结构，把建筑物分割为上部结构、隔震层和下部结构三部分，达到提高上部结构的使用功能，以期达到避开地震的效果，解除上部结构与水平地面运动的耦连关系，并利用隔震层的高隔离性的特点，抵消地震发生时地震波的输入，使地震力的作用对上部结构大大减小，达到整体建筑结构的稳定性及安全性，在现今的隔震工程中，对结构间隔震技术的探讨和应用开始广泛开展，在工程设计过程中设计合理的隔震层，能够起到很好的减震效果，不仅在减小建筑的地震效应或风振现象作用明显，而且大大降低工程的造价成本，目前日常应用的隔震层技术主要有以下四项技术：（1）橡胶隔震支座的研发、生产技术。①通过工程设计及施工应用等大量的试验，摸索研制出1000橡胶隔震支座的材料、粘贴剂等最佳配合比设计；②通过设计理论与施工实践相结合，获得1000橡胶隔震支座的力学性能指标。（2）橡胶隔震支座安装施工技术。①在施工时，应尽可能的做到预埋的一次合格，避免对支座出进行二次注浆，提高一次施工合格率，缩短施工时间，此类施工过程不复杂，而且工作效率较高；②通过对隔震支座同一位置的螺栓孔的钢模板，对锚固筋和套筒的平面定位及标高进行精准的确定，避免产生错筋和套简在浇筑混凝士偏位现象；③为了保证支座处钢模板同支座底部混凝土接触部位粘结的更结实，在钢模板上开通气孔，确保贴合密实；④为了保证橡胶隔震支座锚固筋相对主体结构具备更好的垂直度，在支座底部焊接直径14的定位筋，以确保锚固筋避免产生水平位移现象；⑤为了更方便更换隔震支座，在隔震支座上铺贴一层3mm厚SBS改性沥青防水卷材。（3）隔震支座变形监测技术。所谓的隔震支座变形监测技术就是在支座出安装高新智能型位移设备以及自动跟踪全站仪进行全方位的监测，利用无线网络的便利，随时将位移数据输入到对应的数据库里，里面的软件可以不定期收集数据进行分析研究，并通过图表法将变化量显现出来，从而达到自动监测的效果。（4）橡胶隔震支座更换施工技术在上部主体结构的荷载作用下，隔震支座处于被压缩的状态，因此隔震支座应具备适当的压缩量，并将上下法兰板用钢板进行焊接，以避免出现上部主体结构在顶升的过程中出现自然的反弹现象，造成结构在顶升时出现向上位移的后果，造成混凝土结构构件的损坏。千斤顶加载方式：在上支墩的顶升过程中，主支墩按照100t为一级进行加载，周边支墩按照50t为一级进行加载。这种方法利用了加权平均的方法，安全性能高。 3结语 综上所述，隔震结构的变形主要集中在隔震层，隔震层以上的结构基本为整体平动，隔震装置的作用在于当该建筑结构在输入地震波时能够有效缓解地震剪力向上部结构的传递，所承受的地震动大幅减小。在多遇地震作用下，隔震结构利用其橡胶支座的特殊性能，能够