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消能减震技术

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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。

结构消能减震技术

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。

浅述消能减震技术在高层建筑中的应用

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

结构消能减震技术

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

建筑隔振消能减震技术探析(精)

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

消能减震装置及其在工程中的应用

消能减震装置及其在工程中的应用 【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,阐述了工程结构中的应用并列举大量实例。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 1 引言 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。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,是一种消极被动的抗震方法,不具备自我调节与自我控制的能力,因此在地震作用下,结构很可能不满足安全性的要求,而产生严重破坏。国内外开展了消能减震技术的研究,即在结构上安装消能装置,以减小结构的动力反应。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。 2 消能减震结构的概念 消能减震结构的基本思想就是在结构中设置一些一般情况下不承担垂直接荷载作用的耗能部件,当结构受到水平荷载作用时,这些部件分担部分荷载,并通过部件内部的零部件之间的相互运动耗散外荷载作用的动能,减小结构对其作用的效应。 消能减震的力学原理就是在结构会产生相对运动的部位增设一些阻尼器之类的消能装置,当结构受到地震作用时,这些阻尼器在结构相对运动的强迫作用下,产生抵抗结构相对运动的阻力运动,这些阻尼力在运动过程中做功,通常以导致阻尼器发热而耗散掉部分结构相对运动的能量,从而减小结构的地震响应,即减小结构的损坏或保证结构的正常使用功能。 3 消能减震产品的种类 3.1金属屈服阻尼器 金属屈服阻尼器是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼器,机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉,从而达到减小结构反应的目的,具有滞回特性稳定、耗能能力大、低周疲劳性能好、长期性能可靠、对环境和温度的适应性强等优点。 3.2摩擦阻尼器 摩擦阻尼器是由受有预紧力的金属或其它固体元件构成,这些元件之间能够相互滑动并且产生摩擦力。减震机理是通过摩擦耗能耗散结构的振动能量,耗能明显,可提供较大的阻尼,且造价低廉、取材容易、构造简单。 3.3铅挤压阻尼器 铅挤压阻尼器由外筒、可动轴和铅组成,当发生塑性变形时,铅的晶格被拉长并错动,一部分能量被转化为热能,而另一部分能量为促进再结晶而耗散使金属返回非变状态。当结构变位使外壁筒与可动轴产生相对位移时,铅发生塑性流动,起到耗能阻尼的作用。结晶易在常温下进行,所耗时间很短且无疲劳现象,具有稳定的耗能能力。 3.4黏弹性阻尼器 黏弹性阻尼器由黏弹性材料和约束钢板组成。它由2个T形约束钢板夹1块矩形钢板组成,T形约束钢板与中间钢板之间有一层黏弹性阻尼材料(常用有机硅或

消能减震技术应用综述(一)

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。

结构消能减震技术

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

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

2021年结构消能减震技术

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

消能减震技术

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。

结构设计中的消能减震措施应用

结构设计中的消能减震措施应用 发表时间:2019-07-23T14:29:03.267Z 来源:《基层建设》2019年第13期作者:李武林[导读] 摘要:相比传统抗震结构体系,消能减震结构具有技术先进、经济合理、安全性好的优势,因此本文对结构设计中的消能减震措施应用进行了分析。 广东呈斯意特建筑设计有限公司 516000摘要:相比传统抗震结构体系,消能减震结构具有技术先进、经济合理、安全性好的优势,因此本文对结构设计中的消能减震措施应用进行了分析。 关键词:结构设计;消能减震;应用消能减震是指通过设置消能器吸收或耗散地震能量,以保护建筑主体结构不受到破坏。目前,消能减震技术在结构设计中已得到了不少应用,并收到明显效果。例如扇形铅粘弹性阻尼器(SLVD)用于钢筋混凝土框架结构的梁柱节点位置,不仅发挥良好的耗能作用,而且保护了核心节点区,有利于实现强节点、弱构件的抗震设计理念[1]。再如针对阻尼器价高劣势,采用与框架结构相结合的消能墙构建双层 抗震体系,小震可提高结构刚度,中震开始屈服但仍保持弹性,大震屈服耗能,从而有效保护主体结构[2]。为了用好消能减震技术,本文对结构设计中的消能减震措施应用进行了分析。 1 消能减震原理与消能器分类 1.1 消能减震原理 消能减震可从能量角度来分析,即结构振动的能量平衡原理。令地震输入系统能量为,系统地震反应的能量(包括动能与势能)为,系统阻尼能为,系统非弹性变形能为,于是有。对于传统抗震结构来说,只占5%左右,可忽略,就有。为了耗散地震能量,结构损坏或倒塌,即。最后,地震反应终止,即。对于消能减震结构而言,增加了消能器,令其消耗的能量为,于是能量平衡方程有。系统阻尼可忽略,于是有。消能器消耗地震能量,即。于是系统地震反应迅速衰减,即。使结构免遭破坏,即。 1.2 消能器分类 根据消能原理,消能器分为位移相关型消能器、速度相关型消能器和复合相关型消能器三类。位移相关型消能器是利用材料自身的塑性滞回耗能能力消耗地震能量,其又可细分为金属消能器和摩擦消能器,金属消能器又包括软钢剪切消能器、屈服约束支撑、铅消能器。速度相关型消能器利用粘滞材料将地震能量转化为热能消耗掉,其又可细分为粘滞流体消能器和粘滞阻尼墙,粘滞流体消能器包括单出杆粘滞阻尼器、双出杆粘滞阻尼器、孔隙式粘滞阻尼器、间隙式粘滞阻尼器等。复合相关型消能器可看作位移相关型消能器和速度相关型消能器的结合,同时具有这两类耗能器的特点,以粘弹性消能器为代表,典型结构是两块可相对移动的钢板之间充填粘弹性材料,地震时能量耗散在粘弹性材料的剪切变形中。 2 消能减震设计方法应用 2.1 设计流程 开始→明确结构消能减震要求→设定消能减震结构设计目标→主体结构初步设计→选择消能器并初步形成消能减震体系→选择分析方法→确定消能器参数并形成最终消能减震体系→计算地震反应并进行抗震验算→消能减震体系构造设计→结束。 2.2 适用体系 根据《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297-2013)第1.0.2条,消能减震结构适用于抗震设防烈度6~9度地区新建与既有建筑结构。 2.3 设防目标 消能减震结构主要用于设防烈度较高或对使用功能有特殊要求的建筑,采用消能减震结构后抗震设防目标比无控结构应有所提高。JGJ 297-2013条文说明第3.1.3条指出,消能减震结构设防性能目标分为三个层次:(1)丙类建筑(如一般工民建、公共建筑等)采用“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标;(2)乙类建筑(如公安消防、医院、学校、通信、动力等)采用“中震不坏,大震可修”的设防目标;(3)甲类建筑(如人民大会堂、核武器储存室等)采用“大震不坏”的设防目标。 2.4 消能器的选择 选择消能器时,应根据各类消能器特点及建筑对消能减震要求两方面来考虑。速度相关型消能器在很小位移下就能达到一定阻尼值并发挥耗能作用,所以适合水平位移要求严格、设防目标较高的建筑。位移相关型消能器达到足够大的相对位移才能屈服耗能,并在耗散地震能量的同时提供一定的侧向刚度,适合水平位移要求不严、设防目标不高的建筑。例如某医院门诊楼(既有建筑)设定罕遇地震下轻微到中等损坏的性能目标,层间位移要求较严,但为了调整扭转已加入一定数量屈曲约束支撑(BRB),刚度已充足,所以选择粘滞阻尼器作为消能器。 2.5 消能器的布置 JGJ 297-2013第6.2.1条规定,消能器布置应使结构在两个主轴方向的动力特性相近,使结构在沿高度方向刚度均匀。为提高消能减震效率,应在相对位移或相对速度较大的楼层布置消能器,并采用合理技术措施增加消能器两端的相对变形或相对速度。布置消能器以后,不应在结构中产生薄弱构件或薄弱层。 2.6 消能减震结构分析方法 根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)(2016年版)第12.3.3条规定,当主体结构基本处于弹性工作阶段时,可采用底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法进行分析;当主体结构进入弹塑性阶段时,采用静力非线性分析法或非线性时程分析法。应用振型分解反应谱法时,先将阻尼器非线性恢复力以等效线性化处理,并忽略非正交阻尼矩阵中的非正交项,计算小震作用下的误差不超过5%。时程分析法分为线性时程分析法和非线性时程分析法,前者主要采用增量法(如加速度法、威尔逊-θ法),而后者将增量法与迭代法结合。对于速度型阻尼器来说,在结构为弹性状态时应采用线性时程分析法;而对于滞回型阻尼器,采用等效刚度或阻尼时采用线性时程分析法,而恢复力为非线性时应采用非线性时程分析法。但只要主体结构进入塑性状态都应采用非线性时程分析法。静力非线性分析法假定在地震作用下结构的动力反应受单一振型控制,不计高阶振型影响。 2.7构件设计

建筑消能减震-阻尼器

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。

常见的消能减震方法

近年来,许多专家学者都在寻求一种与地球自然规律不产生对抗和抗拒的隔震减震设计方法,去适应“地震”这一不可抗拒的自然规律。这是人类历史发展到现代,人类对客观规律地震释放地球内力正确认识的进步体现。从建筑死抗硬抗地震的打击,到建筑结构隔震减震,十分明确地反映了,人类自己设计和建造的建筑物,是不能与地震冲击力死抗对抗的,这是数十来人类在建筑结构设计埋论上的飞跃。 建筑结构隔震减震的设计的主要目的,是通过一种隔震和减震的装置(或构件),将不可抗拒的地震冲击力与建筑物隔离开来,从而达到隔离和减少地震冲击力的打击,而使建筑物安全使用. 当前有一种“橡胶垫”隔震减震器己经应用于某些建筑物的建造之中,这种“橡胶垫”在91年获美国发明专利,这种“橡胶垫”隔震减震器的力学性能: 根据其构造是一层橡胶一层钢板的多层反复重叠,并在其中心部钻孔安放铅芯棒所组合成装置的圆柱形特征,决定了这种隔震减震器是一种在受正向冲击力(竖向力)的情况下,能达到隔震减震的目的,其后”橡胶垫”恢复原状,准备着下次的冲击力发生后,又一次达到隔震减震的目的。 “橡胶垫”在地震冲击力下的反映: 从有关资料中了解到“橡胶垫”隔震减震器是安装在建筑物基础与上部建筑结构之间的,即在整个建筑的基础上安装数十个隔震减震器,然后再在隔震减震器上建造上部建筑物,实质上就是将过去传统的整体建筑,分离为基础,隔震减震器和上部建筑物三个物体重叠受垂直压力的结构。这种结构当受竖向冲击力时不管外力是从地基向上冲击,还是外力从上部建筑物向下冲击力,其冲击力都能在

其中的隔震减震器中消耗和减弱,从而达到隔震减震的目的。当外力停止时,隔震减震器就能恢复原状,而准备着随时能产生的,向下或向上的垂直竖向外力的冲击。另外值得高度注意的是一种名叫“阻尼器”的增加建筑结构硬抗地震的装置,这种装置的作用是减小上部建筑在地震中摆动,但不可能减小地震对基础的冲击力。当地震冲击破坏力与安装在建筑结构中的“阻尼器”的受力方向相同时, “阻尼器”能发挥一定的作用,然而“阻尼器”的设计安装是根据建筑结构的使用来安装的,根本不可能掌握地震冲击力的受力方向,来设计“阻尼器”与受地震冲击力方向一致。况且城市建筑物建造的规划和使用,都使大多数建筑物的排例不可能让地震冲击力,按照“阻尼器”的受力方向一来发生的。地震暴发时的冲击波只有两个方向(往覆),不可能按人的意志设计的“阻尼器”,在不同的建筑物中因“阻尼器”设计安装的方向不同,而发生改变的。这也说明了“阻尼器”的使用是有条件的,而这个条件就是在设计时,就要准确的了解: 地震冲击波在所城市的受力方向,来决定“阻尼器”的设计和安装。但是现在的科学手段是根本无发测定,地震爆发时地震冲击波的冲击方向,更不可能将地震冲击波的冲击方向,按“人为的意志”去适应不同的建筑物的“阻尼器”的阻尼方向的, 因此,可以确定“阻尼器”在地震爆发时,只有少数“阻尼器”设计和安装的方向与地震冲击波的冲击方向一致, 而大多数“阻尼器”是没有用的,因而仍然逃脱不了地震冲击波的打击,实质上根本就没起到对地震冲击波的“阻尼器”的作用

消能减震结构及其在工程中的应用

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。

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