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结构消能减震技术.doc
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1、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
2、),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
3、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,就是地震能量的“消能”过程。结构及构件的严重破坏或倒塌,就是地震能
4、量转换或消耗的最终完成。结构消能减震体系,就是把结构物的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件,或在结构的某部位(层间空间、节点、联结缝等)装设消能装置。在风或小地震时,这些消能构件或消能装置具有足够的初绐刚度,处于弹性状态,结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现中、强地震时,随着结构侧向变形的增大消能构件或消能装置率先进人非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输人结构的地震能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,并且迅速衰减结构的地震反应(位移、速度、加速度等),从而保护主体结构及构件在强地震中免遭破坏,确保主体结构在强地震中的安全。 消能减震结构体系与传统抗震结构
5、体系相对比,具有下述优越性:安全性:传统抗震结构体系实质上是把结构本身及主要承重构件(柱、梁、节点等)作为“消能”构件。按照传统抗震设计方法容许结构本身及构件在地震中出现不同程度的损坏。由于地震烈度的随机变化性和结构实际抗震能力设计计算的误差,结构在地震中的损坏程度难以控制;特别是出现超烈度强地震时,结构难以确保安全。 消能减震结构体系由于特别设置非承重的消能构件(消能支撑、消能剪力墙等)或消能装置,它们具有极大的消能能力,在强地震中能率先消耗结构的地震能量,迅速衰减结构的地震反应,并保护主体结构和构件免遭损坏,确保结构在强地震中的安全。 据我国对消能臧震结构的振动台试验(冼巧玲、周福霖、俞公
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