被动减震结构设计简述
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被动减震结构设计简述被动减震结构是指将减震器等能量吸收装置引入建筑结构中,通过设备本身的抗震能力和消耗地震能量的功能,降低地震对建筑结构的破坏程度,保护人员财产安全的一种工程技术措施。
被动减震结构设计旨在提高建筑物的抗震能力,降低地震对结构的影响,保护人员财产安全。
被动减震结构设计的关键是合理选择减震器类型、减震器的位置以及结构的设计方式。
常见的减震器类型有隔震型减震器和阻尼器。
隔震型减震器一般是由橡胶、钢板等材料制成,通过抑制地震激励传递到建筑结构的方式来减少结构的震动。
阻尼器则是通过调节结构的能量耗散来减少结构的振动响应。
减震器的位置一般选择在结构的弱节点或振动响应较大的区域,以最大限度地减少地震对结构的破坏。
结构的设计方式则需要根据减震器的特性和结构的受力状态进行合理分析和确定。
减震器的选取需要考虑减震器的抗震性能、结构的特点以及经济性等因素。
隔震型减震器的选取需要考虑减震器的承载能力、导向性能以及隔震效果等。
阻尼器的选取需要考虑结构的空间限制、能耗性能以及阻尼器的使用寿命等。
被动减震结构设计的优点是能够有效降低结构的振动响应,减少地震对结构的影响,提高建筑物的抗震能力。
同时,被动减震结构设计也能够增加结构的耐久性,延长建筑物的使用寿命。
此外,被动减震结构设计还能够降低结构自重和地震荷载的影响,提高结构的稳定性。
被动减震结构设计的局限性主要体现在减震器的选取和结构的设计方面。
减震器的选取需要综合考虑减震器的性能、成本以及建筑物的特点等因素,往往需要进行复杂的计算和分析。
结构的设计则需要根据减震器的特性和受力状态进行合理分析和确定,对设计师的要求较高。
此外,被动减震结构设计还需要考虑减震器的维护和检测问题,以确保减震器的正常运行和使用寿命。
总之,被动减震结构设计是一种重要的工程技术措施,能够有效提高建筑物的抗震能力,保护人员财产安全。
尽管被动减震结构设计存在一定的局限性,但随着科学技术的不断发展和应用,被动减震结构设计在现代工程建设中的地位将日益重要,对于提高建筑物的抗震性能和保障人员财产安全具有重要的意义。
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 ym +=++ 2222222max max max max ]4)1[(41βξββξ+-+===g g x y x y R•R称为绝对隔震传递率。
避震器结构和原理避震器是用于降低机械结构和部件造成的振动的一种装置,它能够减少机械结构和部件的振动,使结构处于良好的运行状态。
避震器的特点是结构简单,安装方便,便于维护,成本低廉,占地面积小,安全性高等优点。
避震器通常由弹簧、器件、阻尼器等主要组成部件组成,它可以有效地减少振动幅度并缓解振动对结构的影响。
避震器的主要原理分为三种:弹簧原理、隔振原理、液压原理和气压原理。
弹簧原理是最常用的避震器的原理。
它的结构非常简单,主要由弹簧、刚接头等组成,它的作用是利用弹簧的弹性反作用和将机械振动的冲击力转换为弹簧的弹性力,从而实现其消谐或阻尼的作用。
隔振原理利用塑料或橡胶在振动发生时,它们的弹性能耗散振动能量,从而达到抑制振动的目的。
由于这种结构的受力是直接的,所以它的消谐性能更好,它的结构也更简单,但其使用寿命受到材料的影响,所以它的使用寿命比较短。
液压原理主要是利用油的流动和流量的变化来消除振动,是利用液体的动态特性和流量的变化来阻止振动的一种原理。
它的反应速度快,消谐振动效果明显,但它的结构相对复杂,价格较贵,适用于需要精确控制振动的场合。
气压原理是利用空气压缩和膨胀的原理来发挥减振作用,它主要由气体控制器、气缸和气封组成,可以根据振动频率和加速度范围调节气体控制器,来实现对振动的有效控制。
它的结构简单,反映速度快,可以精确控制振动,维护方便,但它的费用较高,适用振动范围较宽的场合。
避震器具有结构简单、安装方便、便于维护、成本低廉、占地面积小、安全性高等优点,是发生振动的机械结构和部件降低振动的有效装置。
它的主要特点是:主要是采用弹簧、器件、阻尼器等组件来缓解振动,同时还有液压原理和气压原理,从而达到抑制振动的作用。
根据不同的原理,避震器的类型多种多样,可用于不同的机械振动结构中,其在工程中的应用可以极大地提高机械结构的安全性、稳定性和寿命。
主动式和被动式阻尼减振技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述阻尼减振技术是一种在结构体系中应用的重要技术,旨在减轻由于地震、风力或其他外部激励引起的结构振动。
主动式和被动式阻尼减振技术是两种常见的方法,它们在原理及应用领域上有所不同。
1.2 文章结构本文将从两个方面对主动式和被动式阻尼减振技术进行综述和解释说明。
首先,我们将介绍主动式阻尼减振技术的原理及其作用,并探讨其应用领域以及优缺点。
然后,我们将详细阐述被动式阻尼减振技术的原理、作用以及其在各个领域的应用情况。
最后,我们将对主动式与被动式阻尼减振技术进行比较,包括工作原理对比、效果对比和应用场景对比。
通过这样全面深入地了解这两种技术,可以更好地选择适合特定情况下使用的方法。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于主动式和被动式阻尼减振技术的全面概述,并对其原理、应用领域和优缺点进行详细解释。
通过对这两种技术的比较分析,读者可以了解它们各自的特点和适用情况,以便在实际工程中做出明智的选择。
同时,本文还将探讨未来阻尼减振技术研究的发展方向,展望其在结构工程领域的前景。
希望通过本文能够促进相关领域的学术交流与研究进展。
2. 主动式阻尼减振技术:2.1 原理及作用:主动式阻尼减振技术是一种基于主动控制的结构减振技术,其原理是通过感知结构的运动响应并实时调节阻尼系数来抑制结构产生的振动。
这种技术通常涉及使用传感器来监测结构的振动,并采用控制器和执行器实时调整阻尼力的大小。
主要作用在于提供实时控制反馈机制,使得结构能够根据外界环境变化与激励输入进行自适应调节,从而实现更好的减振效果。
通过主动控制可以对结构产生的振动进行精确调节,适应不同频率范围内的激励。
2.2 应用领域:主动式阻尼减震技术已经广泛应用于各个领域,包括建筑物、桥梁、风力发电机组等工程结构以及航空航天和汽车行业中。
在高层建筑中,通过在楼层或结构节点处安装主动控制设备,可以显著降低地震、风载和其他外部激励对结构的振动影响。