粘滞消能器消能减震结构设计的一般流程

土木工程中的消能减震结构设计研究在土木工程领域，保障建筑物在地震等自然灾害中的安全性至关重要。

消能减震结构设计作为一种有效的抗震手段，近年来受到了广泛的关注和研究。

本文将对土木工程中的消能减震结构设计进行深入探讨。

一、消能减震结构的基本原理消能减震结构的核心原理是通过在结构中设置专门的消能部件，如阻尼器，来消耗地震输入结构的能量，从而减轻主体结构的地震响应。

当建筑物受到地震作用时，消能部件能够产生较大的阻尼力，迅速将地震能量转化为热能等其他形式的能量耗散掉，降低结构的振动幅度和变形，保护主体结构的完整性和稳定性。

常见的消能器包括粘滞阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器等。

粘滞阻尼器利用液体的粘性阻力来消耗能量；金属阻尼器则依靠金属材料的塑性变形来实现耗能；摩擦阻尼器通过接触面的摩擦力来消耗能量。

二、消能减震结构设计的关键要素1、消能器的选型与布置消能器的类型和性能应根据建筑物的结构特点、地震烈度、使用功能等因素进行选择。

在布置消能器时，需要考虑结构的受力特点和变形模式，使消能器能够在地震作用下充分发挥作用。

一般来说，消能器应布置在结构的变形较大、受力复杂的部位，如框架结构的梁柱节点、剪力墙结构的连梁等。

2、结构分析与计算进行消能减震结构设计时，需要采用合适的分析方法和计算软件，准确模拟消能器的力学性能和结构的地震响应。

常用的分析方法包括时程分析法、振型分解反应谱法等。

时程分析法能够较为真实地反映结构在地震作用下的动态响应，但计算量较大；振型分解反应谱法则相对简单，但对于复杂结构和消能器的模拟可能不够精确。

3、连接构造设计消能器与主体结构之间的连接构造至关重要，它直接影响消能器的工作性能和结构的安全性。

连接构造应具有足够的强度、刚度和耐久性，能够可靠地传递消能器产生的力和变形。

同时，还应考虑连接构造的施工可行性和维护便利性。

三、消能减震结构设计的流程1、确定设计目标根据建筑物的重要性、使用功能和所处地区的地震危险性，确定消能减震结构的设计目标，如降低结构的地震响应、保证人员生命安全、减少经济损失等。

名称解释
消能减震结构体系 及设计方法
消能减震,耗能减震,制震
薛彦涛
中国建筑科学研究院
13501034240
消能减震结构
一、什么是消能减震结构
一、什么是消能减震结构 二、消能器有哪几种 三、消能减震适用什么样的结构 四、消能减震的试验研究 五、消能器与结构如何连接结构 六、消能减震结构如何设计 七、工程介绍
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
多遇地震下 多遇地震下： 地震下： 结构处于弹性状态，结构阻尼由组成 的材料决定。 如：钢筋混凝土结构5% 钢结构 2%
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型
强梁弱柱型
偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
框架，框架剪力墙，消能减震框架 在ELCENTRO波输入的反应
。
年的九二一集集大地震，造成許多 人员伤亡，让人印象深刻。台湾地处板块交 界处，每年约有8000多次的地震发生，强度 不一。 当地震來临时高楼大厦搖晃严重，纵使 大樓没有破坏发生，也难以确保居住的安全 性。目前建筑用来抵抗地震的方法，除了建 物结构体外，就是加装隔震、制震装置。
1999
台湾许多建筑已经采用消能减震技术，在经 历过无数大小地震的震撼教育后，台湾民众及建 造商对建筑物有了防震的概念。选择信誉卓越及 优良技术的制震技术，來降低地震的损害，确保 生命财产安全，以及维持建筑物的功能。 因应四川震灾，全台在预售豪宅推销宣传 中，又重新标榜各种超规格制震住宅，
优点 ：
屈曲约束支撑的优点
利用各种类型消能器的组合成一个高 效的消能系统
３．支撑构件好比结构体系中可更换的保险丝， 既可保护其他构件免遭破坏，并且大震后， 可以方便地更换损坏的支撑。 ４．由于屈曲约束支撑具有很高的变形能力，因 此框架支撑结构具有较强的抗倒塌能力，在 抗震加固中，屈曲约束支撑比传统的支撑系 统更有优越性。

速度相关型非线性粘滞消能器施工工法一、前言速度相关型非线性粘滞消能器是一种广泛应用于工程结构抗震减震装置的一种新型材料，具有良好的抗震能力和减震性能。

本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以便读者全面了解该工法的相关内容。

二、工法特点速度相关型非线性粘滞消能器是一种非常有效的抗震装置，其特点如下：1. 高度可调性：根据工程需要，可以调整材料的粘滞阻尼系数，以满足不同的动力特性要求。

2. 非线性粘滞特性：材料的粘滞阻尼随速度的变化而变化，能够更好地适应实际地震作用的变化。

3. 耐久性好：材料具有较好的耐久性和长寿命，能够在长期使用中保持稳定的性能。

4. 施工简便：相对于传统的抗震设备，其施工过程相对简单，不需要大型机械设备。

三、适应范围速度相关型非线性粘滞消能器广泛适用于各种工程结构的抗震减震设计，特别适用于高层建筑、桥梁、地铁、工业厂房等需要抗震设防的建筑物。

四、工艺原理速度相关型非线性粘滞消能器的工艺原理是基于材料的非线性粘滞性能。

当地震发生时，建筑受到地震作用，速度相关粘滞装置能够通过产生阻尼力来减少结构的振动能量，达到抗震减震的效果。

其采取的技术措施包括选择适当的材料，粘滞阻尼系数的调节和合理的布置方式等。

五、施工工艺速度相关型非线性粘滞消能器的施工工艺包括以下几个阶段：1. 设计阶段：根据工程需求，确定合适的材料和粘滞阻尼系数，并进行结构计算和设计。

2. 材料准备：根据设计要求，准备合适的速度相关型非线性粘滞消能器材料。

3. 安装准备：对施工场地进行准备工作，包括基础处理、导轨安装、固定装置准备等。

4. 安装工程：根据设计要求，安装速度相关型非线性粘滞消能器，并进行调试和固定。

5. 施工验收：对施工工程进行验收，确保施工质量符合设计要求。

六、劳动组织速度相关型非线性粘滞消能器的施工需要合理组织的劳动力，包括工程师、技术人员和施工人员等。

教育研究学刊
2016 年 05 月
粘滞消能器消能减震结构设计的一般流程
刘维刚
江西 新余 338000） （江西工程学院，
【摘 要】 本文主要介绍了粘滞消能器消能减震结构设计的一般流程。粘滞流体消能器内置液体， 理论上不提供静刚度， 因此不影响附加消能器之后结构的周期和阵型； 在简谐振动下其力—— — 位移滞回曲线呈椭圆型， 表明消能器在最大位移 状态下受力为零， 最大受力情况下位移为零； 既可以降低地震反应中的结构受力， 也可以降低位移反应。 【关键词】 消能减震 刚度 滞回曲线 中图分类号： G4 文献标识码： A DOI： 10.3969/j.issn.1672-0407.2016.05.087
采用粘滞流体消能器的消能减震结构一般设计步骤如下： 一、 确定减震目标 根据结构自身情况及需求， 确定相应的减震目标。在进行 粘滞消能器设置设计时， 减震目标通常体现为使结构的附加阻 尼比达到某一设计值， 从而使消能减震结构能达到设计规范的 要求， 且又不至于使得造价过高。 二、 简化计算 确定减震目标之后， 采用等价线性化方法进行结构消能减 震简化设计。具体操作如下： 1. 运 行 PKPM 原 结 构 模 型 （无 消 能 器） ， 计 算并 输 出 层 剪 力、 层间位移。 2.初步设计消能器的参数与数量。消能器的参数包括阻尼 系数和阻尼指数。 3.根据消能器的参数、 数量以及结构的层剪力、 层间位移的 控制目标， 采用抗震规范中消能器附加给结构的有效阻尼比计 算结构的附加阻尼比， X 方向与 Y 方向分开计算，取两个方向 计算结果的较小值。 4. 如果 阻尼 器的阻 尼系 数 a=1， 则 附加 阻尼比 与结 构位 移 幅值无关， 无须进行迭代计算。将结构原有的阻尼比叠加上述 查看结构各项指标是 计算得到的附加阻尼比后重新进行运算， 否满足减震设计目标要求， 并查看结构有无超筋情况。如果各 项指标均满足要求，即可确定各层粘滞消能器的参数及数量。 否则， 应重新设计消能器的参数与数量。 5. 如果 阻尼 器阻尼 系数 a 不等 于 1， 则附 加阻尼 比与结 构 位移幅值有关， 需要进行迭代计算。 迭代收敛后， 将结构原有的 查看 阻尼比叠加上述计算得到的附加阻尼比后重新进行计算， 各结构各项指标是否满足减震设计目标要求， 并查看结构有无 超筋情况。如果各项指标均满足要求， 即可确定各层粘滞消能 器的参数及数量， 否则， 应重新设计消能器的参数与数量。 三、 建立相应模型 简化计算完成后， 可以通过时程分析验算减震效果。分别 建立以下模型： 1.无消能器模型。 即原模型， 主要用于对比时程 分析法与反应谱法计算得到的结构底部剪力。 2. 有消能器模 型。在无消能器模型的基础上设置消能器的模型。 在 MIDAS GEN 中 通过 一般连接单 元来 模拟粘 滞消 能器， 在软件添加编辑一般连接特性值的页面中， 一般连接单元线性 在粘滞消能器 - 非 特征参数， 主要包括： 有效刚度和有效阻尼， 线性特性值中的 Maxwell 模型中，一般连接单元非线性特征参 阻尼 指数和连接 部件 的刚 数， 主要包括： 参考系数、 参考速度 、 度。在建立一般连接单元时应注意消能器的变形方向。 在 ETABS 中 则 是 通过 设 置非线 性 LINK （Damper） 单 元来 非线性 LINK 模拟消能器的力学行为。 （Damper） 包括三个属性， 分别是刚度 K、 阻尼系数 C 和阻尼指数 a。根据工程实际情况， 一般连接单元可通过直接连接上、下梁中点的方式来建立， 也 可以先建立钢支撑然后连接钢支撑节点与上梁中点来建立。 四、 时程分析计算 消能器的参数及数量初步确定后，应进行时程分析计算，

山 西建筑SHANXI ARCHITECTURE第46卷第2期2 0 2 1年6月Vol. d No. 12Jun. 2021• 43 •DOI ：2. 1372/j. cCW 209-6825.2021.12.02某办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计王成志沈婷魏结强潘庆祥（浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江杭州3 2028）摘 要:介绍了高烈度区某2层科研办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计。

该办公楼采用现浇混凝土框架一剪力墙结构，在1层~ 2层优化布置了 48套黏滞消能器。

对结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析，结果表明黏 滞消能器起到了良好的减震效果,显著降低了结构的地震响应，减震结构设计指标均能满足规范要求，并能提供约5%的附加等效阻尼比。

关键词:消能减震设计,框架一剪力墙,黏滞消能器,时程分析中图分类号:TU372.11 文献标识码：A 文章编号：209-6825（2622 2-0643-630引言中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,如何提高房屋的抗震性能已经成为工程设计中需要解决的关键问 题。

传统的设计思路是通过结构抗侧力构件进行抗震，在高烈度区，需要较大的构件截面去抵抗地震，甚至需要改变 结构体系（如增加抗震墙、。

这种“硬抗”地震的方式需要结构提供足够的刚度，但这样又会进一步加剧地震反应。

消能减震技术另辟蹊径，通过设置消能器来耗散地震输入 能量，以“消”代“抗”，为结构抗震提供了新的解决方案。

近年来，消能减震技术越来越多的应用于建筑工程中。

与相应的非消能减震结构相比，消能减震结构可减少地震反 应20%〜44%左右，从而增加结构抗震能力，保护主体结 构的安全⑴。

本工程即采用黏滞消能器进行消能减震设计。

1工程概况本工程建筑功能为科研办公，地上2层，地下1层，标准层层高4.5 m ,房屋高度51.0m ,建筑面积22 528 m 2。

结 构采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙体系，抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为8度，设计 基本地震加速度值为0. 2a,建筑场地为川类,设计地震分 组为第一组，剪力墙抗震等级为一级，框架抗震等级为二 级，基本风压为0.35 kN/m 2,地面粗糙度类别为B 类,结构模型如图 1 所示。

建筑消能减震技术规程
建筑消能减震技术规程是一种在建筑设计、施工及使用过程中，根据地震动力学原理和构造力学原理，采取物理减震技术措施，将地震能量从建筑物传递到地基的抗震技术。

它的目的是通过调整建筑结构的抗震性能，降低建筑物受震后的损伤程度。

建筑消能减震技术规程包括以下几个方面：
一、抗震防护设计。

应根据具体建筑物结构、施工工艺、地震动力等因素，确定建筑物的抗震防护要求，并考虑采用减震技术。

二、抗震结构设计。

应根据抗震防护要求，采用结构设计手段，使建筑物具有良好的抗震能力。

三、减震技术设计。

应采用可行的减震技术，如消能器、橡胶轴承、橡胶环等技术，以达到减震的效果。

四、施工管理。

应对减震技术施工进行严格管理，保证施工质量，避免出现施工失误或缺陷。

五、检测监督。

应对建筑物的消能减震设施进行检测和监督，确保建筑物的抗震性能达到要求。

浅述建筑结构减震与消能减震设计建筑结构减震与消能减震设计是目前建筑工程设计领域中重要的技术方向，对于提高建筑结构的抗震能力和保护人员生命财产安全具有至关重要的作用。

本文将从基本概念、设计思路、主要方法和应用案例等方面进行阐述。

一、基本概念建筑结构减震是指通过一系列的减震措施，降低地震对建筑结构的影响，进而保护建筑结构的完整性和稳定性。

而消能减震是指在地震发生时，通过消除地震能量的传递和吸收，使建筑结构免受破坏。

二、设计思路建筑结构减震与消能减震设计的核心思路是通过改变建筑结构的刚度和能量耗散机制，将地震能量转化为非结构能量，减小地震对建筑结构的作用力。

常见的设计思路包括增加耗能装置、减小刚度、提高阻尼等。

三、主要方法1.增加耗能装置：通过在建筑结构中增加耗能装置，如高阻尼橡胶支座、摩擦阻尼器等，将地震能量转化为热能和摩擦能，从而减小建筑结构的震动响应。

2.减小刚度：通过采用灵活的结构系统，如钢结构、框架结构等，减小建筑结构的刚度，从而降低地震作用力。

3.提高阻尼：通过在建筑结构中增加阻尼装置，如粘滞阻尼器、液体阻尼器等，提高结构的阻尼比，减小地震能量的传递效应。

四、应用案例1.台北101大楼：台北101大楼是世界上首座采用金属球阻尼器的大楼，通过在楼顶设置800吨的金属球阻尼器，将地震能量转化为球体的动能和热能，有效减小了地震对大楼的影响。

2.八达岭长城高速公路桥：该桥采用了摩擦阻尼器作为剪力连接件，通过摩擦力将地震能量转化为热能和摩擦力，使桥梁在地震作用下能够有一定的位移和变形，保证桥梁结构的完好性。

3.日本东京迪士尼乐园：该乐园采用了高阻尼橡胶支座作为支撑装置，通过橡胶材料的阻尼特性，将地震能量转化为热能和弹性变形，保护了乐园内的建筑结构和设施。

综上所述，建筑结构减震与消能减震设计是提高建筑结构抗震性能的重要手段，通过增加耗能装置、减小刚度、提高阻尼等方法，能够有效降低地震对建筑结构的破坏作用。

粘滞阻尼减震框架结构抗震设计方法粘滞阻尼减震框架结构是一种新型的结构抗震设计方法，它通过在结构中增加粘滞阻尼器，可以有效降低结构在地震荷载下的反应，提高结构的抗震性能。

本文将从粘滞阻尼器的工作原理、设计参数选择和设计实施等方面进行详细介绍。

一、粘滞阻尼器的工作原理粘滞阻尼器是一种通过能量耗散机制来减震的装置，其主要工作原理是通过粘滞液体在两端形成阻尼力，吸收结构的振动能量，从而减小结构的震动响应。

粘滞阻尼器的基本组成是一对金属板和介质组成，介质采用粘滞液体，当结构发生振动时，粘滞液体在金属板的挤压下发生形变，形成粘滞力对结构进行耗能减震。

二、粘滞阻尼器的设计参数选择1.阻尼剂的选择：一般采用具有稳定粘滞性能的液体作为阻尼剂，如硅油、粘滞胶等。

在选择阻尼剂时需要考虑其耐久性、温度敏感性和使用寿命等因素。

2.金属板的选择：金属板的选择应考虑其强度和刚度，以保证其可以承受结构的地震力并提供足够的刚度，同时还需考虑材料的防腐蚀性和焊接性能等因素。

3.粘滞阻尼器的布置：粘滞阻尼器的布置应根据结构的特点和设计要求来确定，一般情况下可将其布置在结构的主要受力区域，如柱子和梁的连接处等。

三、粘滞阻尼器的设计实施1.结构整体设计：在进行粘滞阻尼器的设计实施前，需要对整体结构进行设计计算，确定结构的受力性能和抗震性能等参数，并进行模拟分析和实验验证。

2.粘滞阻尼器的设计：根据结构的设计参数和受力情况，确定粘滞阻尼器的布置和数量，并进行粘滞阻尼器的尺寸和形状的计算与确定，保证其可以提供足够的阻尼力。

3.粘滞阻尼器的施工安装：在进行粘滞阻尼器的施工安装前，需要对其进行质量检查和试验验证，确保其性能符合设计要求，然后进行现场施工安装，保证其正确的布置位置和安装质量。

总结起来，粘滞阻尼减震框架结构的抗震设计方法是一种可行有效的抗震设计方法，其通过增加粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能。

在进行粘滞阻尼器的设计实施时，需要注意选择合适的阻尼剂、金属板和布置位置，保证其性能和安装质量，从而提高结构的抗震能力，确保结构的安全性。

结构隔震消能减震设计结构隔震和消能减震设计是地震工程领域中的重要技术，其目的是通过特殊的结构和材料设计，减少地震对建筑物及其内部设备的破坏。

一、结构隔震设计结构隔震是一种将结构物与土壤或地基隔开的设计方法，通过降低结构物受地震力的传递，减少地震对结构物的影响。

结构隔震设计一般包括以下几个方面：1.隔震系统选择：结构隔震系统通常包括隔震支座、隔震层和支撑系统。

常见的隔震支座有橡胶隔震支座、钢球隔震支座等。

不同类型的隔震支座具有不同的性能和适用范围，需要根据实际情况选择。

2.隔震层布置：隔震层一般位于地面以上，可以用于减震和减少地震波对建筑物的传递。

隔震层的布置要考虑结构的刚度、强度、稳定性等因素，以及地震的频率和能量。

3.支撑系统设计：支撑系统是隔震层与结构之间的连接，要具有良好的刚度和耐力，以保证隔震系统正常工作。

4.结构模型分析：隔震设计需要进行结构模型分析，考虑地震力、地震波特性、结构响应等因素，通过计算分析得出隔震设计的参数和指标。

隔震设计的优点在于能大幅度减少地震对结构物的破坏，提高结构物的抗震性能和安全性。

然而，隔震设计也存在一些挑战，如隔震支座的设计和施工比较复杂，造价较高等问题。

消能减震设计是通过在结构中引入特殊的减震装置，通过消耗、分散地震能量，减小地震对建筑物的影响。

消能减震设计一般包括以下几个方面：1.减震器选择：减震器是消能减震设计的核心装置，根据荷载类型和地震响应要求，可以选择液压减震器、摩擦式减震器、摇摆巨型减震器等减震器。

不同类型的减震器各有优劣，需要根据具体工程的特点和要求选择合适的减震器。

2.减震器布置：减震器的布置是消能减震设计中的关键环节，需要考虑结构的刚度、强度、减振效果等因素，合理地布置减震器，以达到最佳减震效果。

3.减震装置与结构连接：减震装置与结构的连接需要具有适当的刚度和耐力，以保证减震器的正常工作。

连接部位的设计和施工要符合相关的规范和标准，确保结构的安全性。

浅析消能减震技术的应用【摘要】地震是一种突发性强、破坏性大的自然灾害，给社会带来巨大的经济损失和人员伤亡。

消能减震技术因其技术成熟，施工方便，减震效果明显等特点应用日益广泛。

本文简单论述了消能减震技术的原理，重点论述了不同消能减震技术的特点及消能减震技术设计流程。

【关键词】地震消能减震设计流程引言传统抗震技术在计算理论和抗震方法上以抗为主，采用“强化”结构的方法，依靠增加构件刚度来提高结构的抗震性能。

地震发生时，由于结构刚度较大，结构地震反应沿着高度从下向上逐层“放大”，造成结构地震反应的加剧，在高烈度区会大幅增加造价，在经济上的代价很高。

地震工程界通过对大量建构筑物的震害调查，对建筑结构的抗震安全性进行总结和反思，分析了传统结构抗震技术的优缺点和存在的问题，突破了传统结构抗震设计依靠结构自身强度刚度和延性来消极抵御地震和环境作用的技术路线，提出了结构减震控制概念，开辟了解决工程抗震问题的一个新途径。

而消能减震技术通过增加耗能构件改变建筑物的动力特性从而提高建筑物的抗震性能，即降低了工程造价又能保证结构的安全性。

1.消能减震技术概论消能减震技术即通过附加消能减震装置与原结构组成一个新的结构系统，原结构和附加的消能减震装置均为这一新结构系统的子结构。

从动力学观点来看，是通过增加结构阻尼，从而减少结构在风和地震作用下的反应；从能量的观点来看，是将地震输入结构的能量引向设别设置的装置加以吸收和耗散，使得原结构承受的地震作用显著减小，从而保护主体结构的安全，减轻主结构的损伤程度。

结构消能减震技术是一种积极的、主动的抗震手段，不仅改变了结构抗震设计的传统概念、方法和手段，而且使得结构的舒适度、抗震能力和灾害防御水平大幅提高。

消能减震装置产品安装、施工难度小，工期影响小。

适用范围广阔，几乎没有限制，适用于钢筋混凝土结构、钢结构、木结构等结构，可以用在建筑、桥梁、构筑物中抗震、抗风等，也适用于新建建筑及建筑抗震加固。

1. 结构阻尼
的途径结不构同阻：尼在结构不同振动阶段产生
多遇地震下： 的材结料构决处定于。弹性状态，结构阻尼由组成 如：钢钢筋结混构凝2土%结构5%
罕遇地震下：
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型 强梁弱柱型 偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
消能减震结构体系
及设计方法
薛中国彦建涛筑科学研究院
13501034240
名称解释
消能减震,耗能减震,制震
消能减震结构
一二三、、、什消消么能能是器减消有震能哪适减几用震种什结么构样的结构 四五六七、、、、消消消工能能能程减器减介震与震绍的结结试构构验如如研何何究连设接计结构
一、什么是消能减震结构
起引构值阻到起通，尼因地了结过直，此震至构阻至振，发关的尼振动阻生重振消动将尼后要动耗完永在，的反振全远降地作应动停持低震用能止续，结能量下在。。构量去振如，振输动果减。动入过没小反结程有振应构中结动中，结构幅
一端固接 一端铰接
4
工作原理
双杆式
液尼括塞体开体器缸和，有粘主体粘活小滞要滞塞孔、阻包流上活.
双杆式
穿变两，双个粘杆腔滞式体液筒体，状从因液左此体到活粘右塞滞左，阻右或尼移从器动右中时到的腔左活体。塞体杆积贯不
单杆式
主体粘活小要、滞塞孔包活流上. 括塞体开缸和有，
调节贮油腔
贯体腔穿积。单一会杆个发式腔生筒体改状变，液因，体单此因粘杆活此滞式塞需阻左要尼右一器移个中动调的时节构中安装消 能器（阻尼器），人为增加结构 阻尼，消耗地震下结构的振动能
。 量，达到减小结构的振动反应，
实现结构抗震的目的 采用了消能减震技术的结构称

引言 在过去的几十年中，结构振动控制在全世界范围 内引起了广泛的关注，国内外很多学者在结构控制的 方法、理论、试验和应用等方面进行了深入研究并取 得了大量研究成果，其中已有许多技术成功地应用于 工程实践。 结构振动控制中的基础隔震技术最为成熟， 工程应用比较多， 但其应用范围受到限制。 主动控制、 半主动控制以及混合控制的实际应用尚不成熟且成本 较高。相比之下，耗能减振技术概念简单、机理明确、 减震效果明显、安全可靠、经济耐用，并且具有较大 的应用范围，适用于不同烈度、不同抗震要求的建筑 物；对于新建筑的抗震控制和现有建筑的加固维修均 可应用。经过近几十年的发展，人们开发出了大量的 消能减震装置，按其消能机理不同分为以下四类：粘 弹性阻尼器、粘滞性阻尼器、金属屈服阻尼器和摩擦 阻尼器，前两类称为速度相关型阻尼器，后两类称为 0
具体设计时，根据场地条件，选定分析所用的地 震波，对无阻尼器原型结构进行时程分析，求得最大 层间位移角 θ0。确定减震结构所需满足的最大层间位
移角限值 θd， 计算所需的位移减震率 μd=(θ0-θd)/θ0，根 据前述结构等效单自由度体系的位移减震率 -附加阻 尼比曲线（μd-ξa 曲线）并参考底部地震剪力减震率 附加阻尼比曲线（μf-ξa 曲线）确定所需的附加阻尼比 ξa。上述过程也可以通过对无阻尼器原结构进行不同 阻尼比下的反复试算， 以确定达到指定层间位移角时， 所需的附加阻尼比 ξa。 1.3 阻尼器参数及数量的确定 抗震规范[1]中给出了计算消能部件附加有效阻尼 比 ξa 的公式：
f
S0,max S c,max S0,max
(2)
S0,max 为无附加阻尼单自由度结构底部地震剪力 式中： Sc,max 为附加阻尼比 ξa 后单自由度结构底部地 最大值； 震剪力最大值。 单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线可通过数值 方法求解 Maxwell 模型的平衡及协调方程得到[2]。本 文在计算中发现， 单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线 主要受结构自振周期 T、结构自身阻尼比 ξs 和地震波 类型的影响，与地震波峰值等因素无关。为满足下文 中消能减震结构优化设计的需要，图 2 给出了一幢方 钢管混凝土框架高层[3]的等效单自由度结构的 ξa-μd 曲 线和 ξa-μf 曲线， 曲线所对应的参数为： 自振周期 T=4s， 结构自身阻尼比 ξs=0.035，地震波为 SHW2 波，单自 由度结构质量取实际结构的总质量。图中同时给出了 该实际结构的计算曲线，其中实际结构的位移减震率 μd 取层间位移角最大值的减震率。 从图中可以看出，ξa-μd 曲线吻合较好，而 ξa-μf 曲 线虽然差别较大，但变化趋势相同。从图 2(b)可以看 出， 单自由度结构和实际结构在附加阻尼比 ξa 大于 0.2 后，底部地震剪力都不再继续减小，甚至开始增大， 而此时随着附加阻尼比的继续增大，图 2(a)中的位移 减震率仍在大幅度的减小，说明结构的构件层间剪力 也在不断减小，此时，由层间地震剪力和层间构件剪 力所形成的不断增大的差额则要由不断增大的阻尼力 来填补。由此说明，过多地设置阻尼器，并不能有效 地减小地震力，甚至会使地震力增大，从而使继续增 加的阻尼器主要用来抵抗增大的地震力，从而导致不 经济的减震设计方案。因此，在由 ξa-μd 曲线确定所需 的位移减震率的同时，还应参考 ξa-μf 曲线，以保证所 需的附加阻尼比不会导致地震力的增大，由图 2(b)可 知，对于此结构当附加阻尼比 ξa>0.2 时，地震力不再 减小，减震效率开始降低。

建筑消能减震技术规程[附条文说明]jgj 297-2013摘要：1.建筑消能减震技术规程的背景和重要性2.规程的主要内容和目的3.规程的具体实施和应用4.我国在建筑消能减震技术方面的成就和发展前景正文：建筑消能减震技术规程[附条文说明]jgj 297-2013 是我国建筑行业在抗震设计领域的一项重要技术规范。

规程针对建筑物的消能减震设计、施工和验收等环节提出了明确的要求和指导，旨在提高建筑物在地震等自然灾害中的抗震性能，保障人民生命财产安全。

1.建筑消能减震技术规程的背景和重要性近年来，地震等自然灾害在全球范围内频发，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。

建筑物的抗震性能成为人们关注的焦点。

消能减震技术是一种有效的提高建筑物抗震性能的方法，通过在建筑物结构中设置消能器、减震器等装置，消耗和减小地震作用下结构的能量，从而降低结构的地震反应。

为此，我国制定并颁布了《建筑消能减震技术规程》，为建筑行业提供了技术依据。

2.规程的主要内容和目的《建筑消能减震技术规程》共分为十章，包括总则、术语、基本规定、消能器、减震器、消能减震结构设计、施工与验收、维护与管理等方面的内容。

规程的主要目的是确保建筑物在地震等自然灾害发生时，能够有效降低结构的地震反应，提高建筑物的抗震性能，保障人民生命财产安全。

3.规程的具体实施和应用《建筑消能减震技术规程》自2013 年颁布实施以来，得到了我国建筑行业的广泛应用。

在建筑物的设计、施工和验收等环节，相关企业和工程技术人员都严格按照规程的要求进行操作，确保建筑物具备良好的抗震性能。

同时，各级政府和相关部门也加大了对规程的宣传和培训力度，提高了行业整体水平。

4.我国在建筑消能减震技术方面的成就和发展前景《建筑消能减震技术规程》的颁布实施，标志着我国在建筑消能减震技术方面取得了显著的成就。

随着规程的推广和应用，我国建筑行业的抗震设计水平不断提高，越来越多的建筑物具备了良好的抗震性能。

第36卷第6期2020年12月Vol.36，No.6Dec.2020结构工程师Structural Engineers基于时域分析法的黏滞阻尼器消能减震结构设计与分析孙宁乐*关群（合肥工业大学土木与水利工程学院，合肥230009）摘要黏滞阻尼器消能减震结构附加阻尼参数的确定是消能减震结构设计的关键。

结合建筑结构的刚度中心和质量中心往往不重合的实际情况，在双向水平地震作用下，将实际结构简化为串联钢片模型。

基于时域分析法把黏滞阻尼器消能减震结构的振动分析模型转化为结构控制系统并进行减震设计与分析，确定附加阻尼比和附加阻尼系数，使附加阻尼协同原结构阻尼促使结构各层动力响应都迅速达到临界阻尼状态。

算例的仿真分析结果表明：本文提出的设计方法确定附加阻尼参数可以达到对输入的多维地震信号扰动能迅速稳定的减震设计目标，有效降低平动和转动位移峰值以及振动频率。

设计方法明确，减震效果明显。

关键词时域分析，消能减震结构，结构控制，附加阻尼，减震设计Seismic Reduction Design and Analysis of Energy Dissipation Structure with Viscous Dampers using Time Domain Analysis MethodSUN Ningyue*GUAN Qun（School of Civil and Hydraulic Engineering，Hefei University of Technology，Hefei230009，China）Abstract The calculation of the additional damping parameters of the viscous damper energy dissipation structure is the key to the design of the energy dissipation structure.The structure is simplified into a tandem steel sheet model under the action of two-way horizontal earthquakes since the mass center and the stiffness center of the actual building structure do not coincide.The control system，transformed from vibration analysis model of viscous damper energy dissipation structure，is applied to the seismic reduction design and analysis using the time domain analysis method，and the additional damping ratio and value of each floor are determined.The additional damping cooperates with the original structural damping to prompt the dynamic response of each layer of the structure to reach the critical damping state quickly.The simulation analysis of an example shows that the seismic reduction design goal can be achieved based on the proposed designed method，which the input multi-dimensional seismic signal disturbance can be rapidly stabilized and the translational and rotational displacement peaks and vibration frequency can be effectively reduced by the additional damping coefficient.The design method is clear and the damping effect is obvious.Keywords time domain analysis，energy dissipation structure，structural control，added damping，seismic reduction design收稿日期：2019-08-27*联系作者：孙宁乐（1995-），女，硕士研究生，研究方向为结构动力分析与抗震研究。

关于建筑结构减震消能设计的研究摘要：建筑结构的消能减震，主要采用的是减震控制的设计思想，并通过对消能减震装置与原结构组成一个新的结构系统；其中原结构和附加的消能减震装置均为这一新结构系统的结构，而这一新结构系统的动力特性和消能能力与原结构相比有较大变化。

因此在消能减震结构中，不同结构构件的功能明确，更有利于提高结构的抗震性能。

关键词：建筑结构；消能减震；设计理念引言：消能减震技术是指在建筑物的抗侧力构件中设置消能部件，通过阻尼器塑性变形吸收和耗散地震能量，降低结构地震反应，达到保护主体结构的目的。

耗能减震装置有很多种，根据耗能依赖性可分为两大类：速度相关型和位移相关型。

速度相关型阻尼器有黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器，位移相关型阻尼器有金属阻尼器、连梁阻尼器和屈曲约束支撑。

一、消能减震技术的理论及其优势分析1、消能减震技术的原理分析消能减震技术是在结构抗侧力构件中设置消能部件，使得建筑物的基础结构同其上部结构分离，通过这些部件增加建筑结构的刚度，从而增强建筑结构的阻尼，降低地震灾害同建筑物的能量，避免地震能量向建筑物上部输入，最终达到保护建筑物安全的目的。

2、消能减震技术的优势分析传统建筑结构设计中通常采用延性结构体系来控制结构物的刚度，通过这种方法来消耗地震的能量，最终起到减震的效果。

这种方法存在一定的局限性，在进入地震的状况下，结构物的承重构件会处于非弹性状态，这种体系难以保障重要的结构物。

消能减震技术与传统的减震系统不同，这种技术能够有效的减轻地震对建筑结构造成的反应，对建筑结构物起到很好的保护作用。

此外，这种技术能够确保建筑施工的安全性，当地面出现剧烈振动时，建筑上部的结构仍然处于正常的弹性工作状态，对于民用建筑的安全以及建筑中某些结构物及设备起到很好的保护作用。

消能减震技术在建筑中的运用还能够降低建筑的施工成本，通过有关统计显示，采用消能减震技术设计的房屋与传统房屋的设计相比较，有利于建筑物造价的降低。

消能减震结构的设计步骤一、建筑结构分析。

咱得先好好看看这个建筑结构的整体情况呢。

这就好比给一个人做体检，得知道这个建筑的体型、高度、层数这些基本信息。

还要了解结构体系是框架结构呀，还是剪力墙结构之类的。

不同的结构体系在消能减震设计的时候可有不少差别哦。

比如说框架结构相对比较灵活，在设计消能器的时候，放置的位置和数量就需要更精心地考虑，要让它能最大程度地发挥减震效果。

二、确定消能减震目标。

这一步就像是给这个建筑定个小目标。

是要减少地震作用下的层间位移呢，还是要降低结构的加速度响应。

这得根据建筑的功能要求来。

要是医院、学校这些地方，那可能更关注层间位移，因为要保证在地震的时候结构不会变形太大，里面的人能安全地待着或者疏散。

要是一些对设备精度要求高的厂房，那减少加速度响应就很关键啦，不然设备可能会因为地震晃动得太厉害而损坏。

三、选择消能器类型。

现在市面上的消能器类型可不少呢，像黏滞消能器、金属屈服消能器等等。

这就好比给建筑选合适的“减震小助手”。

黏滞消能器就像是一个很有弹性的“小卫士”，它通过液体的黏滞性来消耗能量。

金属屈服消能器呢，就像是一个会“屈服变形”来吸收能量的小伙伴。

我们得根据建筑的结构特点、地震设防烈度这些因素来选择。

要是在高烈度地震区，可能黏滞消能器这种耗能能力强的就比较合适；要是结构比较规则，金属屈服消能器也能发挥很好的作用。

四、布置消能器。

选好消能器类型后，就要考虑把它们放在哪儿啦。

这可是个技术活呢。

一般来说，要放在结构变形比较大的地方，像结构的层间或者梁柱节点附近。

就像给建筑的关键部位贴上“减震膏药”一样。

而且要考虑消能器的布置数量，太少了可能减震效果不明显，太多了又可能会影响建筑的整体性能，还会增加成本呢。

五、进行结构分析与设计。

这时候就要用专业的软件或者计算方法，把消能器加进去之后再对整个结构进行分析啦。

看看在地震作用下，结构的内力、位移这些指标是不是满足要求。

如果不满足，就得调整消能器的参数或者重新布置。

（2）粘滞阻尼器
粘滞阻尼器主要有筒式粘 滞阻尼器、粘滞阻尼墙系统等。 筒式粘滞ห้องสมุดไป่ตู้尼器一般由缸体、 活塞和粘滞流体组成。活塞上 开有小孔，并可以在充有硅油 或其他粘性流体的缸内作往复 运动。当活塞与筒体间产生相 对运动时，流体从活塞的小孔 内通过，对两者的相对运动产 生阻尼，从而耗散能量。粘滞 阻尼器分为线性和非线形粘滞 阻尼器曲线。运用较多的是非 线形粘滞阻尼器。
消能减震
消能减震的概念： 消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制， 它是指在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、节点、 联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结 构间等）设置消能（阻尼）装置（或元件），通过 消能（阻尼）装置产生摩擦、弯曲（或剪切，扭转） 弹塑（或粘弹）性滞回变形来消散或吸收地震能量， 以减少主体结构地震响应，从而避免结构产生破坏 或倒塌，达到减震抗震的目的。装有消能（阻尼） 装置的结构称为消能减震结构。
粘滞阻尼墙系及其滞回曲线
2、位移相关型消能器
（1）摩擦消能器 摩擦消能器一般在正 常使用荷载及小震作用下 不发生滑动，而在强烈地 震作用下，在结构主要构 件发生屈服之前，装置即 产生滑移以摩擦做功来消 散地震能量，并改变了结 构的自振频率，从而使结 构在强震中改变动力特性， 达到减震目的。
摩擦消能器的滞回曲线
消能减震技术的特点
• 减震效果明显，构造简单，造价低廉，适 用范围广，维护方便； • 既适于新建工程，也适用于已有建筑物的 抗震加固、改造； • 既适用于普通建筑结构，也适用于抗震生 命线工程。
消能减震的原理
• 结构在地震中任意时刻的能量方程 a)传统抗震结构
Ein Ev Ec Ek Eh
时程分析法
当主体结构处于弹性状态时，对于速度型线 性消能器可以使用线性时程分析法；而对滞回型 消能器，则可根据需要采用其等效刚度和等效阻 尼进行线性时程分析或考虑其恢复力的非线性， 使用非线性时程分析法。当考虑主体进入塑性状 态时，无论使用什么类型的消能器，都要使用非 线性时程分析法。