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
吸震减震是通过附加子结构, 使结构的震动发生位移, 即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配, 从而达到减小结构震动的目的。目前, 工程结构应用的吸震减震装置主要有:调谐质量阻尼器(简称 TMD ,调液(柱阻尼器(简称 TLD 或TLCD 悬吊质量摆阻尼器(简称 SMPD 和质量放大器。屋面上的水箱也起到一定的减震效果,相当于 TMD 。
3.2.3 金属阻尼器
是在框架中加屈曲约束支撑,在常规荷载下,起到支撑的作用, 而在地震作用下, 金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量, 从而起到保护主体结构的作用。这在抗震加固的工程中得到广泛的应用。拟建的首都规划大厦设置了柱间“ 人” 字型支撑, 大大减小了地震力的影响。
3.2.4 冲击减震
冲击减震是依靠附加活动质量与结构之间的非完全弹性碰撞达到交换动量和耗散动能进而实现减小结地震反应的技术。实际应用时,一般在结构的某部位(常在顶部悬挂摆锤。结构震动时,摆锤撞击结构使结构震动衰减。另外,摆锤还兼有吸振器的功能。 3.2.5 更为先进的减震体系
前面所提到的是被动的控制地震力的方法,现在随着科技的发展, 主动和半主动控制也正在被广泛地研究中, 它是在不同学科和专业之间开展合作和交叉研究, 开发使用的感应和接收装置、结合控制专业的配套技术,形成新的产业,以支持新技术的推广应用。结构振动控制的研究和应用需要将传统的建造技术与高新技术相结合, 使结构的安全保障系统成为智能结构的重要组成部分。如在建筑物基础安装像汽车安全气囊的感应气垫,一旦地震来临,纵波感应器启动,在横波能量对建筑物造成破坏前感应气垫膨胀并把来自于纵波的能量进行消能。真正实现了像汽车一样的智能减震体系。
3.3 隔震与消能减震的效果
3.3.1 明显有效地减轻结构的地震反应
从振动台地震模拟试验结果及美国、日本建造的隔震结构在地震中的强震记录得知,隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构 (基础固定加速度反应的
1/10~1/3。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。
3.3.2 确保安全
在地面剧烈震动时,上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构, 确保居民在强地震中的绝对安全, 也适用于某些重要结构物和重要设备。 (如医院、实验室、核电站 3.3.3 降低建筑物造价
从汕头、广州、西昌等地建造隔震房屋得知,多层隔震房屋比传统多层隔震房屋节省房屋土建造价:7度区节省 3%~6%, 8度区节省 8%~14%, 9度区节省
15%~20%。并且安全度大大提高。 3.3.4 抗震措施简单明了
抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置, 简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无异,设计施工大大简化。
3.3.5 震后修复方便
地震后, 只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复, 地震后可很快恢复正产生活或生产, 这带来极明显的社会效益和经济效益。
3.3.6 为设计提供空间
在满足设计要求的情况下, 结构构件的尺寸可能做的很小, 这样能够留给建筑师更大的创作空间,做出更加纤细灵巧的建筑物。 4 结语
耗能减震技术为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径,它克服了传统结构“ 硬碰硬” 式的抗震设计方法,具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著,安全可靠等特点。虽然现有的规范和规程对这方面阐述的不够完善, 现行的国内软件也没有提供这方面的
计算程序，不过可以预言，耗能减震技术以其不可忽视的优点，将成为 21 世纪建筑减震防灾的重要手段和方法，为减轻地震对人类造成的危害作出巨大贡献。为人类营造一个更加安全舒适，更加绿色环保的工作和生活环境。
电子设备的隔振技术及减振器选型 1、概述 电子设备受到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。系统的振动特性受三个参数的影响，即质量、刚度和阻尼。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量一般是指电子设备的质量，而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。在机械环境的作用下，尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中，设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。 表1各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数 2
为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。 2、隔振技术 2.1 隔振 隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。 在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器，以减少基础的振动对电子设备的影响程度，使电子设备能正常工作或不受损坏；这种对电子设备采取隔离的措施，称为被动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。 被动隔振系数： 振动来自基础，其运动用U=U o Si n(? t)表示，也是周期振动。被动隔振也可用隔振系数n表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比(或是振动速度幅值、加速度幅值的比值) ，可用下式计算： n = X。/ U O ={[1+4 E 2(f / f o) 2 f / f o) 2 ] 2 + 4 2(f/f o) 2} °'5 (1) 式中X O——物体的垂向振幅(m); U o——基础的垂向振幅(m)。 式中f――振动力的频率(H z); f o――隔振系统的固有频率（H Z）； k——隔振器的刚度（N/ m）;
浅述建筑结构隔震与消能减震设计 崔XX XX理工大学XX学院XX学员大队江苏XX 02XXXX 内容摘要 摘要：本文对建筑结构“隔震”与“消能减震”设计的基本原理及其特点进行简要的介绍和说明，并对结构抗震设计、隔震设计和消能减震设计进行分析和对比，供初学者参考。 主题词：抗震设计隔震设计消能减震设计 1 引言 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。回顾21世纪发生的几次大地震如尼泊尔大地震，汶川大地震，智利地震等无一不对人们和社会造成不可估量的破坏和损失。当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。地震时不可控的，但工程结构是可控的，因此，实施有效的抗震设防是当前防震抗灾的关键性工作，而隔震和消能减震技术在建筑结构中应得到广泛应用。 传统的建筑结构抗震设计是依靠增加结构的强度、刚度和延性来增加结构各构件的承载力和变形能力来抵御地震作用，，来实现“大震不倒，中震可修，小震不坏”的防御目标，立足于“抗”，是一种消极的设计方法。随着科技水平的发展和传统抗震结构在地震中的表现，传统建筑结构抗震设计暴露出很多问题，不能满足现代建筑在抗震设防方面的需求。所以抗震减灾事业的发展，不能局限于传统的建筑结构抗震设计，更应该搭上科技创新的这辆快车，用新技术来提高和改善建筑物的抗震性能。在建筑物中设置隔震层和消能减震装置来减轻地震的破坏这种新型结构体系就是其中之一。本文就这一新结构体系做一简要阐述。 2 “隔震设计”与“消能减震设计”的基本设计原理 2.1 隔震设计 “隔震”即隔离地震，分为基础隔震和层间隔震。在建筑物适当部位设置隔离装置，切断或削弱地面运动向上部结构的传递，并提供适当的阻尼，从而使上部结构的地震作用大大降低，耗能能力加强，达到预期的防震要求。如叠层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、滑移隔震支座和混合隔震装置等。 2.2 消能减震设计 消能减震技术是把结构物某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接件）设置耗能 阻尼器，通过该装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）直回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。 在消能减震结构体系中，消能（阻尼）装置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，消耗掉输入机构体系的大量地震能量，式结构本身需消耗的
第十章．阻尼减振降噪技术 A、教学目的 1.隔振及其原理(C：理解) 2.阻尼降噪及其原理(C：理解) 3.阻尼降噪的量度(B：识记) 4.阻尼材料和结构的特性及选用(B：识记) B、教学重点 隔振原理、阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。 C、教学难点 阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。 D、教学用具 多媒体——幻灯片 E、教学方法 讲授法 F、课时安排 2课时 G、教学过程 声波起源于物体的振动，物体的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声(称”空气声”)外，还通过其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”，固体声在传播的过程中又会向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。 振动除了产生噪声干扰人的生活、学习和健康外，特别是1~100Hz的低频振动，直接对人有影响。长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，机械设备或建筑结构也会受到破坏。 对于振动的控制应从以下两方面采取措施：一是对振动源进行改进以减弱振动强度；二是在振动传播路径上采取隔振措施，或用阻尼材料消耗振动的能量并减弱振动向空间的辐射。从而，直接或间接地使噪声降低。 一. 振动对人体的危害 从物理学和生理学角度看，人体是一个复杂系统。如果把人看作一个机械系统。 振动的干扰对人、建筑物及设备都会带来直接的危害。振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动：全身振动是指人直接位于振动体上时所受的振动；局部振动是指手持振动物体时引起的人体局部振动。可听声的频率范围为20～20000 Hz，而人能感觉到的振动频率范围为1～100 Hz。振动按频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30-100Hz)和高频振动(100 Hz以上)。 实验表明人对频率为2—12 Hz的振动感觉最敏感。对于人体最有害的振动频率是与人体某些器官固有频率相吻合(即共振)的频率。这些固有频率是：人体在6 Hz附近；内脏器官在8Hz附近；头部在25 Hz；神经中枢则在250Hz左右。低于2Hz的次声振动甚至有可能引起人的死亡。人对振动反应的敏感度按频率和振幅大小，大致分为6个等级，见图10-1。(P203) 振动的影响是多方面的，它损害或影响振动作业工人的身心健康和工作效率，干扰居民的正常生活，还影响或损害建筑物、精密仪群和设备等。根据人体对某种振动刺激的主观感觉和生理反应的各项物理量，国际标准化组织(ISO)和一些国家推荐提出了不少标准，主要包括局部振动标准(ISO5349-1981, P203)、整体振动标准(ISO2631-1978, P204)和环境振动标准(GB10070-88, P205)。
隔震与减震 一、概述 二、基底隔震 三、悬挂隔震 四、耗能减震 五、冲击减震 六、吸振减震 七、主动控制减震 一、概述 ?地震引起结构振动的全过程是：由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的振动反应。 ?通过在不同部分采取振动控制措施，就成为不同的积极的抗震方法。
1、消震 通过减弱震源振动强度达到减小结构振动的方法。 2、隔震 通过某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改变地震动对结构作用的强度或方式，达到减小结构振动的目的。 隔震方法：基底隔震 悬挂隔震 3、被动减震 通过采用一定的措施或附加子结构，吸收或消耗地震传递给主结构的能量，达到减小结构振动的目的。 被动减震方法： 耗能减震 冲击减震 吸震减震 4、主动减震 根据结构的地震反应，通过自动控制系统的执行机，主动给结构施加控制力，达到减小结构振动的目的。 ? 两大类减震方法： （1）被动控制方法。这种方法无外部能源供给，也称无源控制技术。包括隔震技术和被动减震技术。 （2）主动控制方法。这种方法有外部能源供给，也称有源控制技术。 ? 与传统的消极抗震方法相比，减震方法优点： （1）减小地震作用，降低结构造价，提高结构抗震可靠度。隔震方法能够控制传到结构上的地震力，克服确定荷载的困难。 （2）减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构件不破坏，减小震后维修费用，对现代建筑，非结构构件的造价占总造价的80％以上。 （3）隔震、减震装置的更换或维修比更换、维修结构构件方便、经济。 （4）精密加工设备、核工业设备等结构物，只能用隔震、减震的方法满足严格的抗震要求 二、基底隔震 1、原理 ? 基底隔震是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，限制地震动向结构物的传递。 ? 基底隔震，主要用于隔离水平地震作用。隔震层的水平刚度显著低于上部结构的侧向刚度。此时可近似为上部结构是一个刚体，如图8.18所示。设结构的总质量为m ，绝对水平位移为y ，地震动的水平位移为xg ，隔震层的水平刚度为k ，阻尼系数为c ，则底部隔震系统的运动平衡方程为： ? ? 上部结构绝对位移（加速度）振幅与地震动位移（加速度）振幅的比值R 为 g g kx x c ky y c y m +=++ 222222 2max max max max ]4)1[(41βξββξ+-+===g g x y x y R
隔振与阻尼的关系 隔振是利用振动元件间阻抗的不匹配，以降低振动传播的措施。隔振技术常应用在振动源附近，把振动能量限制在振源上，不向外界扩散，以免激发其他构件的振动；也应用在需要保护的物体附近，把需要低振动的物体同振动环境隔开，避免物体受振动的影响。采取隔振措施主要是设计合适的隔振器。隔振的原理是把物体和隔振器（主要是弹簧）系统的固有频率设计得比激发频率低得多（至少低3倍）;但对高频振动要注意把隔振器的特性阻抗设计得与连结构件的特性阻抗有很大变化（至少差3倍）。为此,隔振器如用钢丝弹簧，还要垫上橡皮、毛毡等作的垫子。在隔振器的设计中，还应该考虑阻尼的作用。对启动过程中变速的机械，设计隔振器时应加阻尼措施，以免经过共振频率时振动过大。 阻尼是通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。阻尼能抑制振动物体产生共振和降低振动物体在共振频率区的振幅，具体措施就是提高构件的阻尼或在构件上铺设阻尼材料和阻尼结构。如近年来研制成的减振合金材料，具有很大的内阻尼和足够大的刚性，可用于制造低噪声的机械产品。另外，在振动源上安装动力吸振器，对某些振动源也是有效的降低振动措施。对冲击性振动，吸振措施也能有效地降低冲击激发引起的振动响应。电子吸振器是另一种类型的吸振设备。它的吸振原理与上述隔振、阻尼不同，它是利用电子设备产生一个与原来振动振幅相等、相位相反的振动，来抵销原来振动以达到降低振动的目的（见有源降噪）。 隔振和阻尼的关系一般情况下,隔振设备和阻尼设备的功能是差不多的，两者是相辅相成的，所以在选型的时候，一定要挑选合理的平衡点。 阻尼的作用 1 / 2
单纯从隔振观点来说，阻尼的增加会降低隔振效果，但是在机器的实际工作过程中，外界的激励，除简谐型外还可能包含一些不规则的冲击，由于冲击会引起设备较大振幅的自由振动，增加阻尼的目的就是能使自由振动很快消失，尤其是当隔振对象在起动及停车而经过共振区时，阻尼就显得更加重要。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
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
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
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
10项新技术要求，三大建筑抗震 设防要点不可不知 2017年，住房和城乡建设部工程质量安全监管司组织国内建筑行业百余位专家，对《建筑业10项新技术（2010）》进行了全面修订，其中建筑防灾减灾就是其中升级更新的一项内容。 建筑抗震加固设计是建筑设计及施工中非常重要的部分，也是建造师责任的体现。为了让不同建筑工程在地震中都能最大程度地避免损坏，建造师们应该发挥怎样的职责？ 01、 一、抗震技术最新规范及标准： 10项新技术中关于抗震、加固技术的主要介绍包括以下内容。 1、消能减震技术： 【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和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设计、施工、验收和维护应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《建筑消能建筑技术规程》JGJ 297进行，设计安装做法可参考国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610-2，其产品应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。 【适用范围】消能减震技术主要应用于多高层建筑，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，文物建筑及有纪念意义的建（构）筑物的保护等。 2、建筑隔震技术：
【技术指标】采用隔震技术后的上部结构地震作用一般可减小3～6倍，地震时建筑物上部结构的反应以第一振型为主，类似于刚体平动。其地震反应很小，结构构件和内部设备都不会发生破坏或丧失正常的使用功能，在内部工作和生活的人员不仅不会遭受伤害，也不会感受到强烈的摇晃，强震发生后人员无需疏散，房屋无需修理或仅需一般修理，从而保证建筑物的安全甚至避免非结构构件如设备、装修破坏等次生灾害的发生。 建筑隔震设计方案，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。采用隔震技术结构体系的计算分析应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行，设计安装做法可参考国家建筑标准设计图集《建筑结构隔震构造详图》03SG610-1，其产品应符合现行行业标准《建筑隔震橡胶支座》JG 118的规定。 【适用范围】建筑隔震技术一般应用于重要的建筑，一般指甲、乙类等特别重要的建筑；也可应用于有特殊性使用要求的建筑，传统抗震技术难以达到抗震要求的或有更高抗震要求的某些建筑，也可用于抗震性能不满足要求的既有建筑的加固改造，文物建筑及有纪念意义的建（构）筑物的保护等。 3、结构构件加固技术： 【技术指标】钢绞线网片聚合物砂浆加固的材料和设计计算及施工应符合行业标准《钢绞线网片聚合物砂浆加固加固技术规程》JGJ 337的要求；外包钢加固的设计计算和胶粘剂的要求应符合国家现行标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367和行业标准《建筑抗震
9.隔振技术与阻尼减振 课程教学基本要求： 了解振动的传播及危害，振动控制的基本方法，理解隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，具备隔振设计及应用的能力。 课程内容： 振动的传播及危害，振动控制的基本方法，隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，隔振设计及应用，阻尼减振原理，阻尼材料，阻尼减振结构。振动的危害及其控制的基本方法。环境振动，机械振动，隔振的力传递率，隔振效率。固体声隔绝，隔振技术，阻尼减振。 9.1振动概述 一、振动的来源 振动是自然界中普遍存在的现象，其来源可分为自然振源和人工振源两大类：自然振源如地震、海浪和风等；人工振源如运转的各种动力设备、运行的交通工具、电声系统中的扬声器、人工爆破等。 凡是运转的机器设备,如锻压冲压机械、电机、风机、空压机、内然机等等,由于机械部件之间力的传递,总是产生一定的振动。这些振动的能量一部分由振动的机器直接向空中辐射,称之为空气声,另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递,这种通过固体传导的声叫做固体声。 振源的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声音(称“空气声”)外，还通过与其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”。固体声在传播的过程中又会通过固体表面的振动向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。固体声的隔绝与空气声隔绝在技术上是完全不同的。 二、振动的影响及危害 振动不仅能激发噪声,而且还能通过固体直接作用于人体,振动也是危害身体健康,降低工作效率,影响居民生活的环境物理因素。同时,振动会影响精密仪器正常工作,强烈的振动有损于机器结构和建筑物结构。 振动特别是l一100Hz的低频振动，直接对人有影响，长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，振动产生的噪声会干扰人的生活、学习和工作；振动也会影响设备特别是精密仪器的正常工作，有时甚至破坏设备和建筑结构。 在振动环境中劳动和工作的人不但身心健康受到损害，而且由于振动使他们的视觉受到干扰，手的动作受妨碍和精力难以集中，造成操作速度下降、生产效率降低，并且可能出现质量事故。生产性振动引起的疾病已成为常见的职业病。 振动能沿介质传播到居民的住宅内，使居民感受到振动。一般来说，传播到居民室内的振动速度不是很大，但由于居民需要较好的睡眠、休息、学习环境，因而环境振动干扰居民的正常生活，心理上受到压抑、精神不安等，久而久之会使居民的身体健康受到影响。 三、振动控制的基本方法 振动控制与噪声控制一样,也是从振源、振动传递途径和振动所影响的地点三个环节进行治理。降低振动设备振源馈入支撑结构的振动能量称为积极隔振,减少来自支撑结构或外界环境的振动传入某一机器设备称为消极隔振,两者采用的控制方法是相同的。
转载]2012~2013年建筑工程颁布的常用新技术规程及规范 (2013-09-05 11:19:42) 转载▼ 标签： 转载 原文地址：2012~2013年建筑工程颁布的常用新技术规程及规范作者：南飞的燕子 我整理的2012~2013年建筑工程常用的新技术规程及规范，准备放在我写的《项目经理从入门到精通》一书中 1、GB50009-2012 建筑结构荷载规范 2、GB/T50152-2012 混凝土结构试验方法标准 3、GB50171-2012 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 4、GB50172-2012 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范 5、GB50187-2012 工业企业总平面设计规范 6、GB50191-2012 构筑物抗震设计规范 7、GB50201-2012 土方与爆破工程施工及验收规范 8、GB50206-2012 木结构工程质量验收规范 9、GB50207-2012 屋面工程质量验收规范 10、 GB50310-2012 电梯工程施工质量验收规范 11、 GB/T50329-2012 木结构试验方法标准 12、GB50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范 13、 GB50345-2012 屋面工程技术规范 14、 GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 15、 GB/T50743-2012 工程施工废弃物再生利用技术规范 16、 GB50755-2012 钢结构工程施工规范 17、 GB/T50772-2012 木结构工程施工规范 18、 GB/T50783-2012 复合地基技术规范 19、 GB/T50785-2012 民用建筑室内热湿环境评价标准 20、 GB/T50786-2012 建筑电气制图标准 21、 GB50810-2012 煤炭工业给水排水设计规范 22、 GB50821-2012 煤炭工业环境保护设计规范 23、 JGJ18-2012 钢筋焊接及验收规程 24、 JGJ22-2012 钢筋混凝土薄壳结构设计规程 25、 JGJ33-2012 建筑机械使用安全技术规程
消能减震技术 9.1.1 技术内容 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，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。 消能部件一般由消能器、连接支撑和其他连接构件等组成。 消能部件中的消能器（又称阻尼器）分为速度相关型如粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼墙、粘弹性阻尼墙；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，具有更高安全性、经济性和技术合理性。 9.1.2 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和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设计、施工、验收和维护应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《建筑消能建筑技术规程》JGJ 297进行，设计安装做法可参考国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610-2，其产品应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。 9.1.3 适用范围 消能减震技术主要应用于多高层建筑，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，文物建筑及有纪念意义的建（构）筑物的保护等。 9.1.4 工程案例 江苏省宿迁市建设大厦、北京威盛大厦等新建工程，以及北京火车站、北京展览馆、西安长乐苑招商局广场4号楼等加固改造工程。
一、减振与隔振的概念 减振是工程上防止振动危害的主要手段。减振可分为主动减振和被动减振。主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率，在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多，但费用昂贵，普通工程机械中应用较少。被动减振有隔振和吸振等。隔振又可分为主动隔振和被动隔振。 为了防止或限制振动带来的危害和影响，现代工程中采用了各种措施，归纳起来有以下几条原则： 1．减弱或消除振源（主动减振） 这是一项积极的治本措施。如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的，可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。 2．远离振源（被动隔振） 这是一种消极的防护措施。如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间，以及运输繁忙的铁路、公路等。 3．提高机器本身的抗振能力（主动减振） 衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度，动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。动刚度越大，则机器结构在动态力作用下的振动量越小。 4．避开共振区 根据实际情况尽可能改变系统的固有频率（主动减振）或改变机器的工作转速（被动减振），使机器不在共振区内工作。
5．适当增加阻尼（阻尼吸振） 阻尼吸收系统振动的能量，使自由振动的振幅迅速衰减，对于强迫振动的振幅有抑制作用，尤其在共振区内甚为显著。 6．动力吸振（被动吸振） 对某些设备上的测量或监控仪表，采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针，提高测量精度。 7．采取隔振措施 用具有弹性的隔振器，将振动的机器（振源）与地基隔离，以便减少振源通过地基影响周围的设备，这就是主动隔振或积极隔振；或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离，使不受周围振源的影响，这就是被动隔振。 下面介绍隔振的基本理论。 被隔振的机器或设备与隔振器相比，可认为前者只有质量而不计弹性，后者是只有弹性和阻尼而不计质量，这样在只考虑单方向振动的情形下，可简化为单自由度隔振系统，如图14-16所示。图中m为机器或设备及底座的质量，k和c为隔振器的刚性系数和粘滞阻尼系数。
附录D消能减震加固 D.1 一般规定 D.1.1本章适用于既有钢筋混凝土房屋、底部框架砌体房屋底层、单层厂房等的消能减震加固设计。除应符合本章的规定外，尚应符合国家现行标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297 、《消能减震加固技术规程》CECS547和《建筑抗震设计规范》GB 50011 关于消能减震设计的相关规定。 D.1.2消能器可直接布置于既有建筑内部，当在既有建筑内部不便于设置消能器时，可采用附加框架设置消能器进行加固。 D.1.3消能器可根据需要沿结构的两个主轴方向分别设置。消能器宜设置在层间相对位移或相对速度较大的位置。消能器的数量和分布应通过综合分析确定，并有利于提高整个结构的消能减震能力，形成均匀合理的受力体系。 D.1.4 消能器的布置方式可以采用支撑型、墙型、柱型、门架型或腋撑型等，设计时应根据工程具体情况和消能器的类型合理选择安装形式及连接构造。 D.1.5 A类既有建筑抗震构造可按《消能减震加固技术规程》CECS547-2018第 6.3.6条规定采用；B类和C类既有建筑，采用消能减震技术加固后结构罕遇地震下层间位移角小于国家现行标准限值的1/2 时，既有建筑抗震构造措施可按抗震等级降低一级且不低于6度考虑。 D.1.6当结构加固采用抗震性能化设计时，应根据既有建筑设防目标的实际需求，分别确定消能器、连接消能器部件和附加框架的性能目标。 D.1.7采用消能减震技术加固后仍需加固的结构构件，可按现行行业标准《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116的方法进行加固。 D.2加固方法 D.2.1钢筋混凝土房屋可采用下列消能减震加固方法： 1房屋刚度不足、刚度不均匀或扭转效应明显时，宜增设位移相关型消能器加固。 2当房屋刚度足够，但结构构件的承载力不足或抗震构造措施不满足要求时，
第十五讲建筑隔震与消能减震设计规定 一、隔震与消能减震是减轻建 筑结构地震灾害的新技术 地震释放的能量以震动波为载体向地球表面传播。 通常的建筑物因和基础牢牢地连接在一起，地震波携带的能量通过基础传递到上部结构，进入到上部结构的能量被转化为结构的动能和变形能。在此过程中，当结构的总变形能超越了结构自身的某种承受极限时，建筑物便发生损坏甚至倒塌。 1、什么是房屋结构的“隔震设计” 《隔震》，即隔离地震。在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。地震时，隔震结构的震动和变形均可只控制在较轻微的水平，从而使建筑物的安全得到更可靠的保证。表15.1列出了隔震设计和传统设计在设计理念上的区别。 表 15.1 隔震房屋和抗震房屋设计理念对比 隔震器的作用是支承建筑物重量、调频滤波，阻尼器的作用是消耗地震能量、控制隔震层变形。隔震器的类型很多。目前，在我国比较成熟的是“橡胶隔震支座”。因此，本《规范》所指隔震器系指橡胶隔震支座（规范12.1.1条注1）。在隔震设计中采用其他类型隔震器时，应作专门研究。 2、什么是房屋建筑的“消能减震设计” 在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件（由阻尼器、连接支撑等组成），通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量。这样的房屋建筑设计称“消能减震设计”。 采用消能减震设计时，输入到建筑物的地震能量一部分被阻尼器所消耗，其余部分则转换为结构的动能和变形能。这样，也可以达到降低结构地震反应的目的。阻尼器有粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、金属阻尼器、电流变、磁流变阻尼器等。 3、隔震和消能减震设计的主要优点
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。
消能减震结构及其在工程中的应用 发表时间：2019-06-21T15:00:51.443Z 来源：《建筑细部》2018年第25期作者：高正路高旭[导读] 保护结构主要受构件，便利维护更换的特点。本文就消能减震结构的思想及其在工程中的应用进行了研究。陕西省宝鸡市建安集团股份有限公司陕西宝鸡 721000 摘要：针对传统结构抗震思路，详细介绍了结构的消能减震是结构抗震的新思路，以及目前常用的消能减震装置及其适用对象，阐述了消能减震结构的能量原理及在工程结构中的应用。分析表明，消能减震结构具有优良的抗震性能，具有广阔的应用前景。 关键词：结构抗震；消能减震；耗能装置；能量原理 我国是一个多地震国家，地震灾害给我们带来巨大的伤害和损失，如唐山大地震、汶川大地震等。地震时，由于房屋的倒塌导致的人员伤亡和财产损失十分巨大，因此，工程界十分重视建筑的抗震性能。以前的建筑结构的设计大多以建筑主要构件如梁、柱、剪力墙等直接承受地震作用，但是这样导致结构主要受力构件即使在小震时也会产生一定的损坏，更换和维护的成本很高。鉴于此，一些新型的结构型式不断出现。目前的消能减震结构就是其中一种，该型式的结构有利于地震作用时产生多道抗震防线，保护结构主要受构件，便利维护更换的特点。本文就消能减震结构的思想及其在工程中的应用进行了研究。 一、消能减震的概念 消能减震的原理就是在建筑结构中增加一些对建筑竖直方向不产生作用的部件，当建筑结构受到水平方向力的作用时，这些部件就其作用了，它们能分担部分水平方向的力，并通过建筑内部的其它部件之间的相互作用消耗掉这部分力，从而减小对建筑结构的作用。它的力学原理是在外力作用时建筑结构中消能减震的部件会产生一定的相对运动，在这些部位增加设置一些阻尼器之类的消能装置消耗掉这部分外力。当结构受到外力（如地震）作用时，这些阻尼器在结构相对运动的作用下，会产生与建筑结构相对运动相反的作用力来抵消这种相对运动，根据能量守能定律，这些阻尼器做功以发热的形式来消耗掉这部分能量，通过这种原理达到消能减震的目的，以减小地震的影响。 但这种消能减震的抗震技术的形成时间不长，还没有经受过地震的考验，也没有相应的数据，所以人们对这方面的技术的了解还不全面，对其在实际地震中的抗震能力还不了解。另外，消能减震结构的分析计算和合理设计的理论方法还不是很完善，数据还不全面，还应该深入研究。 二、消能减震结构的分类 消能减震装置的类型很多，但按其抵抗相对运动消能的直接相关联参数而言，可分为位移相关型与速度相关型两大类，或是由它们组成的复合型。下面分别作一些简单叙述。 1.位移相关型消能装置 （1）金属阻尼器。金属阻尼器通常又分为软钢阻尼器和记忆合金阻尼器两种。软钢阻尼器利用软钢较好的屈服后性能和进入塑性范围后的良好滞回特性，达到耗能减震的目的。目前已有加劲消能装置、锥形钢耗能装置、圆环钢阻尼器、双环钢阻尼器、加劲圆环阻尼器、低屈服点钢阻尼器、低屈服点剪切耗能板和屈曲斜撑等。这类消能器具有滞回环稳定、耗能能力大、长期使用可靠并不受环境与温度影响的特点。目前，主要的几种记忆合金为Ni-Ti合金、Cu基合金和Fe基合金等。 （2）摩擦阻尼器。摩擦阻尼器是一种性能良好的耗能减震装置。由于它具有较好的库仑特性，消能明显，可提供较大的附加阻尼，而且结构简单、取材容易、制作方便，因而具有广泛的应用背景。摩擦阻尼器在国内有不少研究单位均对其消能减震的功能进行过较为详细的研究，目前有不少单位已经能小批量生产。 （3）铅阻尼器。铅阻尼器利用铅具有密度大、熔点低、塑性高、强度底、耐腐蚀、润滑能力强等特点，使得该消能器有较高的延性和柔性，在变形过程中可以吸收大量的能量，并有较强的变形综合能力。 （4）粘弹性阻尼器。粘弹性阻尼器同时具有弹性刚度和耗能性能。该消能器目前己得到广泛的应用。近年来开发出的装置还有沥青橡胶组合粘弹性阻尼器、粘弹性橡胶剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹性剪切消能制震系统、杠杆粘弹性阻尼器等。 2、速度相关型消能装置 （1）、粘滞流体阻尼器曾广泛应用于军事和航空领域。目前主要与用于建筑和桥梁的减震装置，使用的比较广泛的粘滞流体阻尼器有筒式流体阻尼器、粘性阻尼墙系统、油动式阻尼器等。 （2）电磁流体阻尼器是唯一一个工作原理不同于其他阻尼器的消能减震装置。它是将电流变成磁力，通过控制电流的大小来改变磁场的强弱。它的工作原理是根据动力传感器传来的建筑瞬时的状态来调节电流大小，控制磁力来达到抵消震动的目的。电磁流体阻尼器具有结构简单，功率小，反应快等特点。 三、消能减震技术的应用推广 在对阻尼器的结构的初步了解中，我们会有这样的一个概念：阻尼器的结构必须具备一定的柔性，具有良好的弹性和延展性。一旦外力较大会变形而不会损坏，达到保护建筑的目的。如果外力太大导致建筑损坏也不会立刻倒塌，留给人足够的时间逃生。一般的变形，还是在弹性限度内的，所以发生了形变之后还是会还原的，就像一个弹片你用手拨动它，给它一个力，它会一直左右震动，慢慢的直到将这个力消耗完。在现代建筑中无论是软钢阻尼器还是摩擦阻尼器或者是其他类型的阻尼器，都是主体结构形成之后安装的。这些阻尼器发挥的作用是在总体结构成型之后再完成。因此安装阻尼器对这个项目来说就是面子工程。在施工方面应根据消能减震的原理进行结构设计，采用适当的阻尼器来减震消能，比完全用钢筋水泥堆起来的建筑节约资源，并且抗震效果更加好。在质量的控制方面应当由专业技术相对稳定的施工队去完成。阻尼器在安装之前检测比结构成型之后检测更简便。因为建筑成型之后无法检测，除非当时就来个地震，而阻尼器可以在阻尼器成型之后就进行检测，这样比建成之后检测方便的多，效果也好一些。目前应用了消能减震技术的建筑还不够多，现在主要运用的还是剪力墙结构，这里有造价的原因。如果阻尼器推广后，随着采购数量的增加而形成规模效益，那样阻尼器的采购价格应该是可以降低的。建筑施工方除了向社会提供各种合格的建筑产品外，还可以提供大量的就业机会。所以大量工程生产阻尼器之后会提供大量的就业机会。并且工厂生产出产品之后又会提供大量的安装阻尼器的岗位。