隔震和消能减震设计
隔震和消能减震设计
12.1 一般规定
12.1.1本章适用于在建筑上部结构与基础之间设置隔震层以隔离地震能量的房屋隔震设计,以及在抗侧力结构中设置消能器吸收与消耗地震能量的房屋消能减震设计。
采用隔震和消能减震设计的建筑结构，应符合本规范第3.8.1条的规定，其抗震设防目标应符合本规范第3.8.2条的规定。
注：1 本章隔震设计指在房屋底部设置的由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求。
2 消能减震设计指在房屋结构中设置消能装置，通过其局部变形提供附加阻尼,以消耗输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
12.1.2建筑结构的隔震设计和消能减震设计，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，后确定其设计方案。
12.1.3需要减少地震作用的多层砌体和钢筋混凝土框架等结构类型的房屋，采用隔震设计时应符合下列各项要求：
1 结构体型基本规则,不隔震时可在两个主轴方向分别采用本规范第5.1.2条规定的底部剪力法进行计算且结构基本周期小于 1.0s；体型复杂结构采用隔震设计，宜通过模型试验后确定。
2 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础类型。
3 风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%。
4 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施适应隔震层的罕遇地震水平位移。
12.1.4需要减少地震水平位移的钢和钢筋混凝土等结构类型的房屋宜采用消能
减震设计。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
12.1.5隔震和消能减震设计时，隔震部件和消能减震部件应符合下列要求：
1 隔震部件和消能减震部件的耐久性和设计参数应由试验确定。
2 设置隔震部件和消能减震部件的部位，除按计算确定外，应采取便于检查和替换的措施。
3 设计文件上应注明对隔震部件和消能减震部件性能要求，安装前应对工程中所用的各种类型和规格的原型部件进行抽样检测，每种类型和每一规格的数量不应少于3 个，抽样检测的合格率应为100%。
12.1.6建筑结构的隔震设计和消能减震设计，尚应符合相关专门标准的规定。
12.2 房屋隔震设计要点
12.2.1隔震设计应根据预期的水平向减震系数和位移控制要求,选择适当的隔
震支座(含阻尼器)及为抵抗地基微震动与风荷载提供初刚度的部件组成结构的隔震层。
隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的验算。
隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定；其竖向地震作用标准值8度和9度时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%和40%。
12.2.2建筑结构隔震设计的计算分析，应符合下列规定：
1 隔震体系的计算简图可采用剪切型结构模型(图12.2.2)；当上部结构的质心与隔震层刚度中心不重合时应计入扭转变形的影响。隔震层顶部的梁板结构，对钢筋混凝土结构应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。
2 一般情况下，宜采用时程分析法进行计算；输入地震波的反应谱特性和数量,应符合本规范第5.1.2条的规定；计算结果宜取其平均值；当处于发震断层10km以内时，若输入地震波未计及近场影响，对甲、乙类建筑，计算结果尚应乘以下列近场影响系数：5km以内取1.5，5km以外取125。
3 砌体结构及基本周期与其相当的结构可按本规范附录L简化计算。
12.2.3隔震层由橡胶和薄钢板相间层叠组成的橡胶隔震支座应符合下列要求：
1 隔震支座在表12.2.3所列的压应力下的极限水平变位应大于其有效直径的0.55倍和各橡胶层总厚度3.0倍二者的较大值。
2 在经历相应设计基准期的耐久试验后，隔震支座刚度、阻尼特性变化不超过初期值的±20%；徐变量不超过各橡胶层总厚度的5%。
3 各橡胶隔震支座的竖向平均压应力设计值，不应超过表12.2.3的规定。
注：1 平均压应力设计值应按永久荷载和可变荷载组合计算，对需验算倾覆的结构应包括水平地震作用效应组合；对需进行竖向地震作用计算的结构，尚应包括竖向地震作用效应组合：
2 当橡胶支座的；第二形状系数(有效直径与各橡胶层总厚度之比)小于5.0时应降低平均压应力限值小于5不小于4时降低20%,小于4不小于3时降低40%；
3 外径小于300mm的橡胶支座,其平均压应力限值对丙类建筑为12MPa。
12.2.4隔震层的布置/竖向承载力/侧向刚度和阻尼应符合下列规定：
1 隔震层宜设置在结构第一层以下的部位，其橡胶隔震支座应设置在受力较大的位置，间距不宜过大，其规格、数量和分布应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。
隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。
2 隔震层的水平动刚度和等效粘滞阻尼比可按下列公式计算：
式中ζeq-隔震层等效粘滞阻尼比；
Kh-隔震层水平动刚度；
ζj-j隔震支座由试验确定的等效粘滞阻尼比，单独设置的阻尼器时，应包括该阻尼器的相应阻尼比；
Kj-j隔震支座(含阻尼器)由试验确定的水平动刚度，当试验发现动刚度与加载频率有关时，宜取相应于隔震体系基本自振周期的动刚度值。
3 隔震支座由试验确定设计参数时，竖向荷载应保持表12.2.3的平均压应力限值对多遇地震验算,宜采用水平加载频率为0.3Hz且隔震支座剪切变形为50%的水平刚度和等效粘滞阻尼比；对罕遇地震验算,直径小于600mm的隔震支座宜采用水平加载频率为0.1Hz且隔震支座剪切变形不小于250%时的水平动刚度和等效粘滞阻尼比，直径不小于600mm的隔震支座可采用水平加载频率为0.2Hz且隔震支座剪切变形为100%时的水平动刚度和等效粘滞阻尼比。
12.2.5隔震层以上结构的地震作用计算，应符合下列规定：
1 水平地震作用沿高度可采用矩形分布;水平地震影响系数的最大值可采用本规
范第5.1.4条规定的水平地震影响系数最大值和水平向减震系数的乘积。水平向减震系数应根据结构隔震与非隔震两种情况下各层层间剪力的最大比值，按表12.2.5确定。
2 水平向减震系数不宜低于0.25,且隔震后结构的总水平地震作用不得低于非隔震的结构在6度设防时的总水平地震作用；各楼层的水平地震剪力尚应符合本规范第5.2.5 条最小地震剪力系数的规定。
3 9度时和8度且水平向减震系数为0.25时，隔震层以上的结构应进行竖向地震作用的计算；8度且水平向减震系数不大于0.5时，宜进行竖向地震作用的计算。隔震层以上结构竖向地震作用标准值计算时，各楼层可视为质点并按本规范第5.3节公式(5.3.1-2)计算竖向地震作用标准值沿高度的分布。
12.2.6隔震支座的水平剪力应根据隔震层在罕遇地震下的水平剪力按各隔震支座的水平刚度分配当按扭转耦联计算时,尚应计及隔震支座的扭转刚度。
隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移，应符合下列要求：
式中ui-罕遇地震作用下第i 个隔震支座考虑扭转的水平位移；
[ui]-第i个隔震支座的水平位移限值；对橡胶隔震支座，不应超过该支座有效直径的0.55倍和支座各橡胶层总厚度3.0倍二者的较小值；
uc-罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移；
βi－第i个隔震支座的扭转影响系数应取考虑扭转和不考虑扭转时i支座计算位移的比值；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时，边支座的扭转影响系数不应小于1.15。
12.2.7隔震层以上结构的隔震措施，应符合下列规定：
1 隔震层以上结构应采取不阻碍隔震层在罕遇地震下发生大变形的下列措施：
1)上部结构的周边应设置防震缝缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移值的1.2倍。
2)上部结构(包括与其相连的任何构件)与地面(包括地下室和与其相连的构件)之间，宜设置明确的水平隔离缝；当设置水平隔离缝确有困难时，应设置可靠的水平滑移垫层
3)在走廊、楼梯、电梯等部位，应无任何障碍物。
2 丙类建筑在隔震层以上结构的抗震措施，当水平向减震系数为0.75时不应降低非隔震时的有关要求；水平向减震系数不大于0.50时，可适当降低本规范有关章节对非隔震建筑的要求，但与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不应降低。此时，对砌体结构，可按本规范附录L采取抗震构造措施；对钢筋混凝土结构，柱和墙肢的轴压比控制应仍按非隔震的有关规定采用，其他计算和抗震构造措施要求，可按表12.2.7划分抗震等级，再按本规范第6章的有关规定采用。
12.2.8隔震层与上部结构的连接，应符合下列规定：
1 隔震层顶部应设置梁板式楼盖，且应符合下列要求：
1)应采用现浇或装配整体式混凝土板.现浇板厚度不宜小于140mm；配筋现浇面层厚度不应小于50mm。隔震支座上方的纵横梁应采用现浇钢筋混凝土结构。
2)隔震层顶部梁板的刚度和承载力，宜大于一般楼面梁板的刚度和承载力。
3)隔震支座附近的梁、柱应计算冲切和局部承压，加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。
2 隔震支座和阻尼器的连接构造，应符合下列要求：
1)隔震支座和阻尼器应安装在便于维护人员接近的部位；
2)隔震支座与上部结构、基础结构之间的连接件，应能传递罕遇地震下支座的最大水平剪力；
3)隔震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0m；
4)外露的预埋件应有可靠的防锈措施。预埋件的锚固钢筋应与钢板牢固连接，锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径且不应小于250mm。
12.2.9隔震层以下结构(包括地下室)的地震作用和抗震验算，应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。
隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行，甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定，直至全部消除液化沉陷。
12.3 房屋消能减震设计要点
12.3.1消能减震设计时应根据罕遇地震下的预期结构位移控制要求,设置适当的消能部件消能部件。可由消能器及斜撑、墙体、梁或节点等支承构件组成。消能器可采用速度相关型、位移相关型或其他类型。
注：1 速度相关型消能器指粘滞消能器和粘弹性消能器等；
2 位移相关型消能器指金属屈服消能器和摩擦消能器等。
12.3.2消能部件可根据需要沿结构的两个主轴方向分别设置。消能部件宜设置在层间变形较大的位置,其数量和分布应通过综合分析合理确定，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。
12.3.3消能减震设计的计算分析，应符合下列规定：
1 一般情况下，宜采用静力非线性分析方法或非线性时程分析方法。
2 当主体结构基本处于弹性工作阶段时，可采用线性分析方法作简化估算，并根据结构的变形特征和高度等,按本规范第5.1节的规定分别采用底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。其地震影响系数可根据消能减震结构的总阻尼比按本规范第5.1.5条的规定采用。
3 消能减震结构的总刚度应为结构刚度和消能部件有效刚度的总和。
4 消能减震结构的总阻尼比应为结构阻尼比和消能部件附加给结构的有效阻尼比的总和。
5 消能减震结构的层间弹塑性位移角限值，框架结构宜采用1/80。
12.3.4消能部件附加给结构的有效阻尼比，可按下列方法确定：
1 消能部件附加的有效阻尼比可按下式估算：
式中ζa-消能减震结构的附加有效阻尼比；
Wc-所有消能部件在结构预期位移下往复一周所消耗的能量；
Ws-设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。
2 不计及扭转影响时，消能减震结构在其水平地震作用下的总应变能，可按下式估算：
式中Fi-质点i的水平地震作用标准值；
ui-质点i对应于水平地震作用标准值的位移。
3 速度线性相关型消能器在水平地震作用下所消耗的能量，可按下式估算：
式中T1-消能减震结构的基本自振周期；
Cj-第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数；
θj-第j个消能器的消能方向与水平面的夹角；
Δuj-第j个消能器两端的相对水平位移。
当消能器的阻尼系数和有效刚度与结构振动周期有关时，可取相应于消能减震结构基本自振周期的值。
4 位移相关型速度非线性相关型和其他类型消能器在水平地震作用下所消耗的能量，可按下式估算：
式中Aj-第j个消能器的恢复力滞回环在相对水平位移Δuj时的面积。
消能器的有效刚度可取消能器的恢复力滞回环在相对水平位移Δuj时的割线刚
度。
5 消能部件附加给结构的有效阻尼比超过20%时，宜按20%计算。
12.3.5对非线性时程分析法宜采用消能部件的恢复力模型计算；对静力非线性分析法，消能器附加给结构的有效阻尼比和有效刚度,可采用本章第12.3.4条的方法确定。
12.3.6消能部件由试验确定的有效刚度、阻尼比和恢复力模型的设计参数，应符合下列规定：
1 速度相关型消能器应由试验提供设计容许位移、极限位移，以及设计容许位移幅值和不同环境温度条件下、加载频率为0.1～4Hz的滞回模型速度线性相关型消能器与斜撑、墙体或梁等支承构件组成消能部件时，该支承构件在消能器消能方向的刚度可按下式计算：
式中Kb-支承构件在消能器方向的刚度；
Cv-消能器的由试验确定的相应于结构基本自振周期的线性阻尼系数；
T1-消能减震结构的基本自振周期。
2 位移相关型消能器应由往复静力加载确定设计容许位移、极限位移和恢复力模型参数。位移相关型消能器与斜撑、墙体或梁等支承构件组成消能部件时，该部件的恢复力模型参数宜符合下列要求：
式中Kp-消能部件在水平方向的初始刚度；
Δupy-消能部件的屈服位移；
Ks-设置消能部件的结构楼层侧向刚度；
Δusy-设置消能部件的结构层间屈服位移。
3 在最大应允许位移幅值下，按应允许的往复周期循环60圈后，消能器的主要性能衰减量不应超过10%、且不应有明显的低周疲劳现象。
12.3.7消能器与斜撑、墙体、梁或节点等支承构件的连接，应符合钢构件连接或钢与钢筋混凝土构件连接的构造要求,并能承担消能器施加给连接节点的最大作用力。
12.3.8与消能部件相连的结构构件，应计入消能部件传递的附加内力，并将其传递到基础。
12.3.9消能器和连接构件应具有耐久性能和较好的易维护性。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析 在实际的建筑行业发展中，為了有效避免地震对建筑以及人民生命财产安全带来的影响，要对相应的隔震、消能减震等情况进行分析，同时与常规的抗震进行有效对比，做好最佳的抗震预防。基于此，文章分别对三种防震方法进行分析，最后结合题目就隔震和消能减震与常规抗震之间进行对比分析，以期人们更好的开展防震工作。 标签：常规抗震；隔震；消能减震 随着经济的快速发展，建筑行业蒸蒸日上，且在国民经济的发展中也越来越重要。以此同时，随着建筑行业的发展，相关的安全预防措施也要予以充分的重视。在实际的生活当中，为了避免地震给人们以及建筑行业带来巨大的经济损失，要对相关的防震举措予以充分重视，如此才能将其更好的应用在实际的工程建筑当中，为人们提供更多的安全保障。 1、常规抗震分析 1.1原理 延性抗震设计主要是利用一些结构部件的塑性变形来对地震能量进行消耗，从而实现一定的抗震作用，该种抗震的能量表达为Ein =ER +ED +ES ，其中ES 是主体结构和承载构件的不变弹性所消耗的能量；Ein 是发生地震时输入的结构能量；ED 是阻尼消耗的能量；ER 地震反应能量。 1.2特点 （1）砌体结构。该种结构相对较脆，实际的抗拉、康佳能力相对较弱，实际地震中的抗震于延性能也不理想。砌体结构在地震中受到破坏的几率相对较大，具体因素主要与窗间承载力不足、施工不当、设计问题以及整体抗剪强度弱等有关。在5.12地震中，由于建筑物的抗震设防性能较差，致使其中的很多砌体结构出现了一定的倒塌。在海地的某些地区，由于实际砌体结构建筑并不具有一定的抗震措施，致使相关建筑出现了不同程度的坍塌。（2）钢结构。钢结构具有延性好、轻质高强以及环境污染小的特点，其缺点主要是很难确保实际施工质量，且有很多的节点。在5.12地震中由于钢结构而造成的危害相对较轻，很多的轻屋房建设由于实际的屋架与屋面之间没有明确的固定，进而使得屋面板出现脱落。 2、隔震与消能减震 2.1隔震 （1）隔震的基本原理。隔震是指隔离地震对实际建筑结构的影响，主要原
建筑隔震与消能减震知识分享
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
浅述建筑结构减震与消能减震设计
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
减隔震建筑结构设计指南与工程应用
《减隔震建筑结构设计指南与工程应用》教学大纲 总教学课时：60 一、教学目的 贯彻中央城市工作会议精神，落实住房和城乡建设部印发的《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）的工作要求，帮助结构工程师更好地了解与掌握减隔震技术的概念与发展历程、设计标准与研究现状、减隔震结构设计方法、减隔震技术在建筑工程中的应用。 二、教学要点 与结构工程师设计工作相关的减隔震技术概念与工作原理，减隔震建筑结构设计参考依据与设计关键要点、减隔震技术工程应用方法等。 三、重点内容与课时分配 第一章减隔震技术概述（4学时）： 减隔震技术的概念与原理（1学时）、减隔震技术发展历程（1学时）、减隔震技术设计标准（1学时）、减隔震技术研究现状（1学时）。 第二章减震结构设计指南（12学时）： 减震结构概念设计（2学时）、减震结构性能设计的基本要求（2学时）、减震结构计算分析的基本要求（2学时）、
减震装置的基本要求（2学时）、减震结构的抗震构造措施要点（2学时）、减震装置的施工、验收和维护（2学时）。 第三章隔震结构设计指南（12学时） 隔震结构概念设计（2学时）、隔震结构性能设计的基本要求（2学时）、隔震结构计算分析的基本要求（2学时）、隔震装置的基本要求（2学时）、隔震结构的抗震构造措施要点（2学时）、隔震装置的施工、验收和维护（2学时）。 第四章减震技术在建筑工程中的应用（16学时）： 屈曲约束支撑应用案例（2学时）、黏滞阻尼支撑应用案例（3学时）、黏滞阻尼伸臂应用案例（3学时）、黏滞阻尼墙应用案例（4学时）、日本典型减震案例（4学时）。 第五章隔震技术在建筑工程中的应用（16学时）： 基础隔震案例（6学时）、层间隔震案例（4学时）、组合减隔震案例（2学时）、日本典型隔震案例（4学时）。 四、教学延伸阅读参考书目 1.周福霖. 工程结构减震控制[M]．北京：地震出版社， 1997. 2.李爱群，瞿伟廉. 工程结构减振控制[M]. 北京：机械 工业出版社，2007. 3.丁洁民，吴宏磊. 黏滞阻尼技术工程设计与应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，2017. 4.日本隔震构造协会. 隔震结构入门[M]. 东京：OHM出
12 隔震和消能减震设计
12 隔震和消能减震设计 12.1 一般规定 12.1.1本章适用于设置隔震层以隔离水平地震动的房屋隔震设计，以及设置消能部件吸收与消耗地震能量的房屋消能减震设计。 采用隔震和消能减震设计的建筑结构，应符合本规范第3.8.1条的规定，其抗震设防目标应符合本规范第3.8.2条的规定。 注：1，本章隔震设计指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，以延长整个结构体系的自振周 期，减少输入上部结构的水平地震作用，达到预期防震要求。 2，消能减震设计指在房屋结构中设置消能器，通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼，以消耗输入结构的地震能量，达到预期防震减震要求。 12.1.2建筑结构隔震设计和消能减震设计确定设计方案时，除应符合本规范第3.5.1条的规定外，尚应与采用抗震设计的方案进行对比分析。 12.1.3建筑结构采用隔震设计时应符合下列各项要求： 1，结构高宽比宜小于4，且不应大于相关规范规程对非隔震结构的具体规定，其变形特征接近剪切变形，最大高度应满足本规范非隔震结构的要求；高宽比大于4或非隔震结构相关规定的结构采用隔震设计时，应进行专门研究。 2，建筑场地宜为I、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础类型。 3，风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%。 4，隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。 12.1.4消能减震设计可用于钢、钢筋混凝土、钢-混凝土混合等结构类型的房屋。 消能部件应对结构提供足够的附加阻尼，尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。 12.1.5隔震和消能减震设计时，隔震装置和消能部件应符合下列要求： 1，隔震装置和消能部件的性能参数应经试验确定。 2，隔震装置和消能部件的设置部位，应采取便于检查和替换的措施。 3，设计文件上应注明对隔震装置和消能部件的性能要求，安装前应按规定进行检测，确保性能符合要求。 12.1.6建筑结构的隔震设计和消能减震设计，尚应符合相关专门标准的规定；也可按抗震性能目标的要求进行性能化设计。 12.2 房屋隔震设计要点 12.2.1隔震设计应根据预期的竖向承载力、水平向减震系数和位移控制要求，选择适当的隔震装置及抗风装置组成结构的隔震层。 隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的验算。 隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定；其竖向地震作用标准值，8度(0.20g)、8度(0.30g)和9庋时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和40%。 12.2.2建筑结构隔震设计的计算分析，应符合下列规定： 1，隔震体系的计算简图，应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点；对变形特征为剪切型的结构可采用剪切模型(图12.2.2)；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时，应计入扭转效应的影响。隔震层顶部的梁板结构，应作为其上
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
建筑结构论文
课程名称：建筑结构概论任课教师：黄俐 建筑结构中隔震减震加固技术的应用 —在特大地震后的应用姓名王嘉荣 学号 班级 13级房产4班 专业土管系房地产专业 论文提交时间：2016 年7 月1日 摘要 随着近些年来地震灾害的多发，造成了巨大的人民生命财产损失人们对于建筑结构设计中的抗震的设计，隔震减震措施越来越重视。本文就结合当前的地震灾害的情况，论述建筑结构设计中的隔震减震措施，以及灾后减震加固技术的应用。 关键词隔震消能减震特大地震 1.引言 在过去近十年里，四川汶川地震、青海玉树地震以及世界各地接连不断的地震都给社会造成了巨大的损失，为此在建筑结构中是否充分考虑抗震问题，是否合理运用了相关的减震隔震加固技术对灾后房屋加固也成为事关人民生命财产安全和国家安全的重要问题。建筑结构中的抗震设计尤为重要。隔震和消能减震是建筑结构减轻地震受损的有效技术。又为了适应我国经济发展的需要，有条件的在隔震和消能减震加固技术方面加大投入力度，尽快得到一个能有效降低地震损失的抗震体系，保障人民人身和财产安全。 本文以地震作为一个切入点，以特大地震后国家采取的消能减震加固技术作为实例，来探讨消能减震加固技术在未来建筑结构中隔震减震设计的运用。
2. 消能减震体系和隔震体系概述 一般建筑减震是通过巧妙应用建筑的阻尼与地震能量之间的关系来实施的。建筑的阻尼的增加能够对地震能量起到较大的消耗作用，减震措施止是通过增加建筑的阻尼来实现消耗地震能量的目的，使建筑的主体结构受到地震的破坏得到避免和减轻。关于对消能部件个数的设置、具体位置设置等布置问题，一般需要经过仔细分析和计算。通常在结构的两个主轴方向设置消能构件，能够达到附加两个方向的阻尼及刚度的目的。少数情况在结构变形较大的位置设置消能结构，使整个建筑的阻尼得到均衡，使地震能量被分散，从而提高整个建筑物抗震性能，达到保证建筑物安全的目的。 2.1. 消能减震体系 消能减震设计指在房屋结构中设置特别的机构或效能元件，通过其局部变形提供附加阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量，以确保主体结构的安全，进而使主体结构构件在罕见地震中不发生严重破坏。消能减震的目的是提高结构的抗震能力，使建筑在大震下破坏较轻，震后能很快恢复正常使用，遭遇强震时建筑不倒塌。从能量守恒的角度，消能减震的基本原理可以阐述如下，及结构在地震中任意时刻的能量方程： [1] 消能减震方程：Ea Es Ed Er Ein +++= 式中： Ein —地震过程中输入结构体系的地震能量； Er —结构体系地震反应的能量，即结构体系震动的动能和势能； Ed —结构体系自身阻尼消耗的能量（一般不超过5%）； Es —主体结构或承重构件的非弹性变形（或损坏）所消耗的能量； Ea —消能（阻尼）装置或耗能元件耗散或吸收的能量。 消能减震结构中附加的消能减震原件或装置一般统称为消能器。根据消能器耗能机理的不同，可分为位移相关型消能器、速度相关型消能器和其他消能器；位移相关型消能器通常用塑性变形性能好的材料制成，在地震往复作用下通过其良好的塑性滞回消能能力来耗散地震能量，消能器耗散的地震能量与消能器变形量相关；速度相关型消能器通常由粘滞或粘弹性材料制成，在地震往复作用下利用粘滞和粘弹性材料的
隔震与减震技术介绍
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
浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施 潘克君
浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施潘克君 摘要：地震灾害已经成为当前对于人类生活造成破坏严重性最大的一种地质类 自然灾害，随着建筑行业的不断发展和进步，很多高层建筑拔地而起，对于当代 建筑结构设计中的隔震减震措施也需要提供相应的重视，目前已经逐步通过了各 种结构来增强建筑的隔震减震效果，隔震减震结构是一种能够通过建筑物内部相 关结构吸收地震过程中所产生巨大能量的构造物。 关键词：高层建筑；结构设计；隔震减震 1 抗震技术在高层建筑结构设计中的应用的必要性 我国是世界上地震频发的国家，每年，地震对我国经济造成的损害数以亿计，地震的存在严重威胁到人们的生命安全和财产安全，其破坏的巨大性和不可预测 性给我国的许多建筑物和构筑物造成了巨大的破坏。在国家抗震规范中明确规定：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于小的地震，要求是在地震中建筑物和构 筑物的不发生破坏，不影响主体结构的受力；对于中型的地震，要求建筑物和构 筑物在地震后能够通过修理可继续使用；对于大型地震，要求建筑物和构筑物在 地震中不倒塌。随着我国在实际工程项目中的不断探索和实践，我国对于抗震已 经积累了丰富的经验，使得在地震中由于建筑物和构筑物的损害造成的人员伤亡 不断减少，对房屋的影响和造成的经济损失也不断减少。尽管我们在控制人员伤 亡方面和控制经济损失上面取得了长足的进展，也反映了我国对于人们的住房结 构设计以生活安全为主要目标的原则，但是由于地震的破坏力和不可预见性，在 地震中还是有许多建筑物和构筑物发生了破坏，使得其不能够再继续使用，造成 了较大的经济损失。在此背景下，进一步优化建筑物的抗震设计，避免人员伤亡 和保护房屋建筑已成为亟待解决的问题，同时也是建筑设计单位必须考虑的问题。房屋结构作为住宅建设中最关键的部分，合理的设计可以保证房屋的安全系数， 从而提高整个工程的质量。大多数房屋在设计时遵循“经济、实用、安全”的原则，还要以抗震设计原则为依据，结合瞬变地震本身的特点和不确定性，确保安全和 设计思路，以应对自然灾害。 2建筑结构隔震减震介绍 建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。而减震措施恰好利用这一点， 借助建筑阻尼增加吸取地震能量，以此来维护主体结构，降低震害。隔震技术被 广泛应用到高层建筑中，特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。因隔震设计 选取的材料和以往设计存在差异，和传统抗震设计对比，当前的隔震设计，特别 是高层隔震设计具有一定难度。隔震措施存在时间限制，不仅能应用到新建结构，而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。从适用部位层面而言，减震措 施较为广泛，无论是上部结构，还是隔震夹层均适用。而消能减震技术利用消能 减震装置配设来提高结构阻尼比，进而防控结构变形问题，借助附加装置来吸取 地震能量，实现主体结构的全面防护，让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重 破坏。依照数据统计可知，消能减震结构能够显著增强抗震性能。另外，抗震构 造还能够依据未采用消能减震之前的结构来降低。 3 隔震措施 3.1 隔震构造措施 隔震结构在地震时会发生较大的水平位移，为保证隔震层在罕遇地震下具有 发生较大变形的能力，设计时在上部结构的周边设置竖向隔离缝，缝宽取为
浅谈建筑结构的隔震减震技术
高层建筑结构隔震减震技术研究 焦涛 南京理工大学理学院土木工程系 摘要近年来高层建筑隔震减震技术理论和应用进展,主要包括隔震技术措施与减震技术措施，并分析了在隔震减震技术研究与应用中所存在的问题。 关键词高层建筑结构；隔震；减震；耗能装置 1 引言 地震是一种多发自然灾害。据统计，世界上平均每年发生造成严重破坏的地震约18次，每年平均有10000人死于地震中。我国是世界上地震多发的国家之一，发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上，给人民的生命财产和国民经济造成了巨大的损失。地震引起地面剧烈的颠簸和摇晃对房屋建筑特别是高层建筑会产生毁灭性的破坏。目前，城市建筑都朝着中高层建筑发展。因此，如何减少地震对高层建筑的影响是目前房建设计与施工所面临的一个重要问题。为防止地震对建筑的危害，传统的方法是采用抗震结构体系，依靠结构的承载力和变形能力，来耗散地震能量，使结构免于倒塌。但由于它是一种“被动防震”法，不免存在很多不足之处： 1. 由于地震的不确定性，实际地震力有时超出设计地震力较多，从而使地震设计失效； 2.地震力不是常值，它是随结构承载力和刚度的增大而加大，在高烈度区，单靠结构的承载力和刚度来抵御地震是不经济的； 3.结构破坏后，不但造成重大经济损失，而且修复工作十分困难； 4.随着生产、办公、生活的日益现代化，楼内的仪器设备的价值有时远远大于建筑物本身的造价，良好的抗震设计即使保住了建筑物本身，但剧烈的震动使仪器设备中断工作，甚至遭到破坏[1]。 建筑隔震减震技术作为一种新型的抗震防灾技术能大大提高高层建筑的抗震能力，已经在1994年美国圣费南尔多地震、1995年日本阪神地震中得到验证，并且表现出了良好的效
建筑结构隔震减震措施分析
建筑结构隔震减震措施分析 发表时间：2019-08-22T17:43:24.237Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年10期作者：陈彧 [导读] 高层建筑是超高层建筑作为建筑行业发展的主流，在提升城市土地资源利用效率的同时，也对新时期建筑结构隔震减震提出了更高的要求。 昆明市建设工程质量安全监督管理总站 摘要：高层建筑是超高层建筑作为建筑行业发展的主流，在提升城市土地资源利用效率的同时，也对新时期建筑结构隔震减震提出了更高的要求。建筑结构设计中，优化设计结构可以有效吸收地震产生的能量，减少对建筑结构耐久性和稳定性带来的影响，维护人们生命财产安全。本文就建筑结构隔震减震展开分析，立足实际情况，优化建筑结构设计思路，提出切实可行的隔震减震措施。 关键词：隔震减震；建筑结构；支撑体系；基础隔震 建筑行业蓬勃发展下，建筑工程规模不断扩大，大量新式建筑涌现，对于新时期的建筑结构设计提出了更高的要求。尤其是近些年来屡屡出现的地震灾害，造成了严重的经济损失和人员伤亡。故此，在建筑结构抗震设计中，选择合理的隔震减震措施，有助于维护建筑结构稳定性和安全性，打造高质量的建筑工程项目。综合分析建筑结构隔震减震相关内容，及时改进其中的问题，寻求合理措施改革予以实践，为后续建筑行业发展奠定基础。 一、建筑结构设计中的隔震减震问题 纵观当前建筑行业发展现状，尽管建筑行业取得了可观的经济效益，但是受到客观因素影响，在隔震减震设计中存在很多不足，具体表现在以下几个方面。 （一）抗震墙影响抗震性能 在建筑结构隔震减震设计中，抗震墙的设置十分重要，需要分散设置，避免在建筑周围布设，这就地震事故发生时，抗震墙会承受较大的倾覆力，对支座拉力的负面影响较大[1]。受力较大区域，设置抗震减震支座，间距在2m以上，如果未达到2m，建筑结构会长期处于超负荷状态，影响到建筑结构稳定性。尤其是高层建筑和超高层建筑，楼层较高，通过隔震减震支座产生较大的拉应力，不仅影响到建筑整体隔震减震效果，建筑的整体水平变形能力随之下降。 （二）建筑物走向影响抗震性能 地震是一种危害较大的自然灾害，是由于地壳运动导致，一旦爆发将会破坏建筑结构，威胁到人们的生命财产安全。所以，在建筑结构设计中，应该综合考量地质结构特点，确定地震中房屋震动方向，确保建筑物走向和震向保持平行状态。如果建筑物选址和震向平行，在发生地震时域建筑性产生较大的震动。 （三）建筑结构的选择 建筑结构隔震减震设计较为复杂，涉及到众多内容，以往主要是意义剪切框架结构为主，而高层建筑则采用橡胶支座隔震减震，提升框架整体避震能力。 二、建筑结构中的隔震减震措施 （一）优化建筑物走向 在建筑结构的隔震减震设计中，需要设计人员正确看待地震对建筑结构的影响。发生地震后，房屋建筑结构可能受到损坏发生崩塌，垂直于震向的建筑物结构稳定，不容易倒塌[2]。通过长期实践研究可以了解到，对于与震向平行的建筑物，倒塌率较高；与震向平行的建筑物容易倒塌，在地震发生时运动幅度较大。故此，建筑物结构设计中，需要综合考量地质条件，避免建筑物和震向平行，保持垂直状态。 （二）无粘结制成体系 在建筑结构设计中，无粘结支撑体系稳定性较为突出，内核钢支撑与钢管之间涂抹无粘结漆，属于可滑移的界面，构建无粘结支撑体系，在建筑物结构中应用效果较为突出。外包层支撑中段，内核钢支撑露出支撑两端位置，使用高强度螺栓连接，这样可以将拉力和应力在内核钢支撑中集中[3]。为了可以满足各层之间的滑动需要，规避内核钢支撑变形，应该选择合适的材料和几何尺寸，优化设计和施工。这样在发生地震时，通过内外钢密切配合，消耗地震能量。但是，此种设计对部件计算精准度要求较高，内钢承受了建筑物大部分的重量，需要外钢配合，规避内钢变形。 （三）跷动震动控制 跷动减震方式在实际应用中，下部基础和结构中地震力较大的支撑部件连接不牢固，或是上部结构和下部基础竖向连接不牢固，受到地震作用下，建筑物在竖向形成拔力[4]。 三、建筑结构中的隔震减震措施 （一）建筑结构的隔震措施 在建筑结构隔震减震设计中，隔震措施较为多样，需要充分契合工工程项目实际情况来选择最佳的隔震措施，提升隔震效果。通常情况下，在隔震设计中将多种隔震措施整合在一起，契合不同地质地貌选择隔震措施，主要表现在以下几点。 （1）特殊材料地基隔震。在建筑工程中，地基作为工程的基础部分，同时也是地震发生时最为直接的接触环节，承受地震力影响较大。以往建筑设计中，地基主要是采用粘土或是砂子制作，或是在建筑基础部分交替铺设。为了最大程度上降低地震对建筑地基带来的损害，使用沥青为主制成的隔震材料，可以有效提升隔震效果，适合高层建筑和超高层建筑中应用。 （2）基础隔震。基础隔震在基础和上部建筑逐渐设置隔震装置，在地震发生时，减少地震波向上层建筑的传递。但是，在具体施工中此种方式存在很大的局限性，更是个一些多层建筑，高层建筑采用这一措施隔震效果较差，不仅会延长建筑物自震周期，还会对地基带来更大的竖向作用力，影响到建筑物整体抗震能性能[5]。 （3）结构悬挂隔震。结构悬挂隔震，将建筑多数结构悬挂起来，即便发生地震也不会对悬挂部分结构产生强烈冲击，最大程度上降低
关于抗震论文
结构抗震与减震控制 （土研1602 代彦辉 662085213084） 地震是地壳板块构造急剧运动的一种表现形式，是一种破坏性较大的自然现象，大地震往往对人类社会造成难以抵御的冲击，给经济建设和人民生命财产带来严重危害。在人口稠密、工业发达的城市，地震破坏尤为强烈。大地震会给人类社会造成巨大的损失，如何避免和减轻地震灾害，是当前社会和经济发展中必须首先考虑的问题之一，尤其对城市震害的预防及其对策更具有特别重要意义。 地震按照成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震等类型。地震本身大小的等级用震级表示，它与震源释放出来的能量多少有关。能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约30倍。地震在地球内部传播的地震波分为纵波和横波。方向与传播方向一致的波为纵波（P波）。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。振动方向与传播方向垂直的波为横波（S波）。来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波是造成破坏的主要原因。地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。烈度除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。我国地处环太平洋板块与欧亚板块之间，属于地震比较活跃的地区，因此如何做好结构抗震和减震控制在土木工程领域具有重要的意义。 我国抗震设计规范将抗震设计目标分为三个阶段，即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不损坏或不需要修理可继续使用。当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需要修理仍可继续使用。当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。抗震的计算理论经历了静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段，计算方法有底部剪力法、阵型分解反应谱法、时程分析法及静力弹塑性分析法等。结构设计方法也经历了刚性结构体系、柔性结构体系、延性结构体系和结构振动控制过程的演变，抗震方法更加成熟主要有结构自控、隔振控制、消能减振、主动控制。 传统的抗震结构主要是靠结构本身构件抵抗地震作用，设计思想实在满足强度、刚度要求的前提下，要求结构具有良好的延性，即延性设计的思路。通过控制柱的剪跨比、轴压比，剪力墙的抗剪强度，来满足抗震需求。
建筑结构论文
建筑结构论文 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
课程名称：建筑结构概论 任课教师：黄俐 建筑结构中隔震减震加固技术的应用 —在特大地震后的应用姓名王嘉荣 学号 班级 13级房产4班 专业土管系房地产专业 论文提交时间： 2016 年 7 月1日 摘要 随着近些年来地震灾害的多发，造成了巨大的人民生命财产损失人们对于建筑结构设计中的抗震的设计，隔震减震措施越来越重视。本文就结合当前的地震灾害的情况，论述建筑结构设计中的隔震减震措施，以及灾后减震加固技术的应用。 关键词隔震消能减震特大地震 1.引言 在过去近十年里，四川汶川地震、青海玉树地震以及世界各地接连不断的地震都给社会造成了巨大的损失，为此在建筑结构中是否充分考虑抗震问题，是否合理运用了相关的减震隔震加固技术对灾后房屋加固也成为事关人民生命财产安全和国家安全的重要问题。建筑结构中的抗震设计尤为重要。隔震和消能减震是建筑结构减轻地震受损的有效技术。又为了适应我国经济发展的需要，有条件的
在隔震和消能减震加固技术方面加大投入力度，尽快得到一个能有效降低地震损失的抗震体系，保障人民人身和财产安全。 本文以地震作为一个切入点，以特大地震后国家采取的消能减震加固技术作为实例，来探讨消能减震加固技术在未来建筑结构中隔震减震设计的运用。 2. 消能减震体系和隔震体系概述 一般建筑减震是通过巧妙应用建筑的阻尼与地震能量之间的关系来实施的。建筑的阻尼的增加能够对地震能量起到较大的消耗作用，减震措施止是通过增加建筑的阻尼来实现消耗地震能量的目的，使建筑的主体结构受到地震的破坏得到避免和减轻。关于对消能部件个数的设置、具体位置设置等布置问题，一般需要经过仔细分析和计算。通常在结构的两个主轴方向设置消能构件，能够达到附加两个方向的阻尼及刚度的目的。少数情况在结构变形较大的位置设置消能结构，使整个建筑的阻尼得到均衡，使地震能量被分散，从而提高整个建筑物抗震性能，达到保证建筑物安全的目的。 2.1. 消能减震体系 消能减震设计指在房屋结构中设置特别的机构或效能元件，通过其局部变形提供附加阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量，以确保主体结构的安全，进而使主体结构构件在罕见地震中不发生严重破坏。消能减震的目的是提高结构的抗震能力，使建筑在大震下破坏较轻，震后能很快恢复正常使用，遭遇强震时建筑不倒塌。从能量守恒的角度，消能减震的基本原理可以阐述如下，及结构在地震中任意时刻的能量方程：[1] 消能减震方程：Ea Es Ed Er Ein +++= 式中：
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。
结构隔震与减震简介
结构隔震与减震简介 汶川地震和日本福岛大地震让民众实实在在的体验到了大自然可怕的破坏力，也让我们对地震破坏产生了一种更深刻的敬畏。很明显，从今以后隔震减震的设计将以更大的比重加入到建筑结构的整体设计之中。作为一个未来的土木工程技术人员，在学习完结构动力学之后，结合网络知识的补充，对结构的隔震减震做一个简单的介绍。 抗震结构主要分为：抗震结构、隔震结构和消能减震结构。抗震结构利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量，立足于“抗”。隔震结构在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能量向上传递，立足于“隔”。耗能隔震利用结构上的耗能装置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，立足于“消”。本文主要介绍后两种原理。 一、隔振 隔震技术原理：隔震系统的柔性层使结构的振动周期加大并远离地震动的卓越周期；增大了结构体系的阻尼。隔震包括基础隔震和层间隔震。 房屋基础隔震的概念：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌的抗震方法。 基础隔震的原理：通过设置隔震装置系统形成隔震层,延长结构的周期，适当增加结构的阻尼,使结构的加速度反应大大减少,同时使结构的位移集中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。 隔震结构的组成及特性：隔震系统一般由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。 为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四种特性： 1承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量； 2隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系能保持在弹性范围内，满足正常使用的要求，而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系； 3复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常的使用要求。 4耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。 隔震设计的步骤： a.隔震方案的确定。 b.确定隔震层位置。 c.隔震支座的选型、布置。 d.计算水平减震技术；计算隔震后各层分布的地震力。 e.验算隔震层的水平位移。 f.隔震层下部的计算。 g.验算竖向地震力。
高层建筑减震防灾论文
高层建筑隔震减震技术 地震是一种多发自然灾害。据统计，世界上平均每年发生造成严重破坏的地震约18 次，每年平均有10000 人死于地震中。我国是世界上地震多发的国家之一，发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上，给人民的生命财产和国民经济造成了巨大的损失。地震引起地面剧烈的颠簸和摇晃对房屋建筑特别是高层建筑会产生毁灭性的破坏。目前，城市建高层建筑发展。因此，如何减少地震对高层建筑的影响是目前房建设计与施工所面临的一个重要问题。 为防止地震对建筑的危害，传统的方法是采用抗震结构体系，依靠结构的承载力和变形能力，来耗散地震能量，使结构免于倒塌。但由于它是一种“被动防震”法，不免存在很多不足之处：1. 由于地震的不确定性，实际地震力有时超出设计地震力较多，从而使地震设计失效；2.地震力不是常值，它是随结构承载力和刚度的增大而加大，在高烈度区，单靠结构的承载力和刚度来抵御地震是不经济的；3.结构破坏后，不但造成重大经济损失，而且修复工作十分困难；4.随着生产、办公、生活的日益现代化，楼内的仪器设备的价值有时远远大于建筑物本身的造价，良好的抗震设计即使保住了建筑物本身，但剧烈的震动使仪器设备中断工作，甚至遭到破坏。 建筑隔震减震技术作为一种新型的抗震防灾技术能大大提高高层建筑的抗震能力，已经在1994年美国圣费南尔多地震、1995 年日本阪神地震中得到验证，并且表现出了良好的效果。本文对目前高层建筑隔震减震技术进行了总结并对此展开研究，指出存在的不足之处。 1. 隔震技术措施 地震对建筑物的破坏作用，是由于地面运动激发建筑物强烈振动所造成的，也就是说，破坏的能量来自地面，通过基础向上部结构传递。人们总结地震经验发现，地震时结构底部的有限滑动能大幅度地减轻上部结构的破坏程度，因此在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层,利用软弱隔震层的大变形来减少地震能量的输入，减少地震地面运动对上部结构的影响（隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右）,从根本上减少地震对人身安全、建筑物及其室内重要设备的破坏，以达到防震的目的。隔震措施主要包括基础隔震和层间隔震。基于可动概念的基础隔震方案主要有以下几种：
浅谈隔振与消能减震设计
浅谈隔震与消能减震设计 1 引言 地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一，地震具有突发性强、破坏性大和比较难预测的特点。目前地震的监测预报还是世界性难题，很难做出准确的临震预报，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。因此，实施有效的抗震设防是当前防震减灾的关键性工作。 抗震减灾事业的发展，离不开科技进步，提高建筑工程抗震设防水平是一项技术含量高，难度大的工作。从目前的抗震措施来看，主要是保证建筑物结构的抗震性能，达到“大震不倒，中震可修，小震不坏”这一防御目标。为此必须加强科技创新，用新技术来提高和改善建筑物的抗震性能才能达到这一目标。在建筑物中设置隔震层和消能装置来减轻地震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作一简要阐述。 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。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。 2．2 消能减震设计 在建筑物的抗侧力构件中(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，来控制预期的结构位移 (中震下或大震下的控制位 移要求)，从而使主体结构构件在罕遇 地震下不发生严重破坏，达到减震的目的，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，这样也可达到降低结构地震反应的目的。 3 “隔震设计”与传统抗震设计的区别 3．1 “隔震设计”与传统抗震设计理念的区别，见表 抗震房屋与隔振房屋设计理念对比表 抗震房屋隔振房屋结构体系上部结构与基础牢固连接削弱上部结构与基础的有关连接 科学思想提高结构的自身抗震能力隔离地震能量向建筑物输入 方法措施强化结构的刚度与延性滤波 通常的建筑物应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 构的总变形超越了结构自身的某种极限时，建筑物便发生损坏甚至倒塌。而隔震建筑 物在地震时，隔震结构的震动和变形均可只控制在较 轻微的水平，上部结构基本处于平动状态，因此，上部结构水平地震作用可采用矩形分布，从而使建筑物的安全得到更可靠的保证。 3．2 对隔震房屋，同样层数且无地下室的多层砖房将增加房屋造价 10 ，考虑隔震后可增加层数，减去土地分摊费用后，单位造价增加约为 5 ，对于框架结构，则因柱截面尺寸和配筋明显减少，房屋造价可减少 3 ～5 。