耗能减震结构设计与应用-广州大学
抗震减震专家的情怀——记中国工程院院士、广州大学教授周福霖
青年 工程师 的周福霖 ，作为设计 院的代 表 在接下来 的两个 多月里 ，周福霖在 断
离开湖南大 学 ４ 年 ，他对母校 的关注 奉命参加 了中央赴 灾区的调查 团。 ２
采访的时候 ， 我与这位校友离得很近 。 壁残垣 中开展对机械部所 属单位建筑物 的 他 的叙述 带有 一点微微 的激动 。这样 的叙 震害调 查。为 了全面掌握情 况，他几乎跑
不一样 了 。其 实 ，当时周福 霖 的小女儿 出 在 地 震 中 确 保 安 全 的 房 屋 ” 的信 念 。 在 这
一
信念 的推动下 ，他开始踏 上对工程 结构
１９ ９ ３年 ，他 主 持 设计 在 汕 头 市 建 成 我
抗 震 新 技 术 的上 下 求 索之 路 。
在 一次 调查 中，他无意 中发现 两栋 四
了灾 区 后 ， 目睹 了现 场 的 惨 状 ， 经 历 过 这 真 的感 到 很 惭 愧 。 些 险 情 之 后 ，对 个 人 生 死 的 认 识 就 与 过 去 生 还 不 到 ３个 月 ，他 完 全 可 以有 理 由请 求 不 去 的 ，但 他 没有 。 这 次 经 历 使 周 福 霖 更 加 坚 定 了 “ 造 建
一
个念头 ：“ 如果能建造这样在地面上可 以 际会 议 ，对 该项 目进 行现场 示范介绍 。专 头 多层隔震房 屋 “ 是把 隔震技 术用于量大
滑 动 的 房 子 ， 就 能确 保 在 地 震 中 免 受 灾 难 家代 表对此项 目给予很 高 的评价 ，认 为汕 性 的破 坏 了 。 ” 如 果 说 这 次 偶 然 的 想 法 还 只 是 一 道 灵 面 广 的 住 宅 房 屋 的最 成 功 范 例 。 它 是 世 界
８ 层 高 的砖 结构 民宅 没有倒塌 ，而 是沿着地 国 首栋 采 用 夹 层 橡 胶 垫 的 多层 隔震 住 宅 （ ， 基 以下 的油毡 防潮层滑 动了 ４ 多公分 。看 层 ）是 当年世界上最高最大的隔震住宅楼 。 ０
浅谈BRB消能减震结构体系设计方法及应用
化 设计 方 法 的合 理 性 ，为从 事 屈 曲 约束 支 撑 消 能减 震 结构 设计 工 程 人 员 提供 一 定 的参 考 资 料 。
—— ＢＲ Ｂ 最 大 水 平 位 移
１概 述 （ ｍ） ； Ａ Ｕ — — Ｂ Ｒ Ｂ最大水 平位 移（ ｍ） 。 屈 曲 约束 支撑 （ Ｂ ｕ ｃ ｋ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ Ｂ ｒ ａ ｃ ｅ — — 简 称 ２ ． ２ 等效黏 滞 阻尼 的计 算 Ｂ Ｒ Ｂ） 主 要 由内芯 耗 能 单元 ， 外 围 约束 单 元 与 两者 之 间 的 Ｂ Ｒ Ｂ滞回阻尼采用能量计 算方法等效 为等效黏滞阻尼 ： 缝 隙或 无粘 结材 料组 成。 内 芯单 元为 钢芯 ， 截 面形 式 多为 ” 形、 “ 十” 形、 “ Ｈ” 形 等 多 种 形 式［ ｜ 】 ： 外 围 约束 单 元 多 为 毛ｄ ＝ Ｗ。 ／ ４ 丌ｗ （ 式２ － ３） Ｊ＝ １ 纯 钢构 件 或钢 管混 凝 土构 件 ； 无 粘 结材 料 有 硅胶 板 ， 橡 胶 式中： ∈ —— Ｂ Ｒ Ｂ等效黏 滞 阻尼 比 ， 同时也是 消 能减 板 等 多种材 料。 屈 曲约 束支撑体 系主要 由内芯单 元承 受轴 ——第 ｉ 个 Ｂ Ｒ Ｂ在 预期 的层 间位 力， 外围约束 单元 为内芯单 元提供 侧 向刚度 ， 防 止 内芯 单元 震结构 附加 阻尼 比。Ｗ 在轴 向压 力作 用下发生屈 曲 ， 在轴 向拉伸 、 压缩 受力状态下 ， 移 △Ｕ ． 下 往 复循 环 一周 所消 耗 的 能量 （ ｋ Ｎ・ ｍ） 。Ｗ — — 屈 曲约束 支撑 比普通钢 支撑 能够 表现 出更加饱 满 的滞 回 曲 消能减 震结 构在水 平地 震作 用下 总应 变 能（ ｋ Ｎ・ ｍ ｏ 线， 体 现优 良的滞 回耗 能性能 ， 因此被广 泛 的应 用于 实际工 其 中： Ｗ ． ＝ ∑Ａ （ 式２ — ４） 程 项 目中。基 于 以上 Ｂ Ｒ Ｂ拥 有 的 良好 的整体 稳定 性 及滞 式中： Ａ 广 第 ｉ 个 屈 曲 约束 支 撑 的 恢 复 力滞 回 环在 回耗 能性 能优越 ，越来 越 多结 构设计 人 员采 用 Ｂ Ｒ Ｂ构件 相 对 水平位 移 △Ｕ ． 时 的面 积（ ｋ Ｎ・ ｍ） 。 作 为 主要 消 能减 震构件 对结 构 进行性 能化设 计 ， 将结 构抗 当布 计及 扭 转影 响时 ， 消 能减 震结构 在 水平地 震作 用 震 设计 方 法 由传 统抗 震结 构 设计 方法 转 变 为消 能 减 震结 下 的总应 变能 ， 可按下 式计 算 ： 构设计 方法。鉴于现 阶段 大多 设计公 司及 设计 院采 用 的结 Ｗ ＝∑Ｆ ｉ ｕ ／ ２ （ 式２ — ５ ） 构设计软件 为 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ 系列 软 件 ，该 软 件 由于 不 能模 拟 式 中： Ｆ ＿一 质 点 ｉ 的水 平 地 震作 用标 准 值 （ ｍ） 。 Ｂ Ｒ Ｂ构件 非 线性 性 能 ， 即其 实 际 本 构模 型 ， 故对 Ｂ Ｒ Ｂ提 —— 质点 ｉ 对应 于水 平地 震作 用标准 值 的位 移 （ ｋ Ｎ） 。 供 的附加 阻 尼 比不 能准确计 算 ， 所 以不 能 直接应 用该 软件 ｕ ３ 工程 案例分 析 对 Ｂ Ｒ Ｂ消 能减 震结 构进 行设计 。 故 本 文针 对上述原 因 ， 列 举 具体 工 程 实例 ，详 细 的 阐述 了采 用 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ 系列 软 件 对 ３ ． １ 工程概 况。 本 工程 为某 商业综 合楼 。 地下 一层 ，Ｉ 消 能减 震结 构进 行 设计 的步 骤 ， 为广 大结 构设计 人 员进 行 区、Ｉ Ｉ 区地上 局 部三层 ， 现 改造 为地上 四层 ： 川区局 部 地上 消 能减 震结 构性 能 化设计 提 供一定 的参 考资料 ， 为该技 术 层 ， 现改 为地上 三层 ， 整体 结构作 为商 业使 用。总建 筑面 的推广做 出一定 的贡 献。 积 ４ ０ ６ ３ ２ ． ６ ９ ０ ｍ （ 其 中地 上 总面 积 ３ １ ６ ４ ３ ． ２ ２ ｍ ， 地 下 总面 ２ 理论 简化设 计 方法简 介—— 等 效线性 化 方法嘲 积为 ８ ９ ８ ９ ． ４ ７ ｍ ） ， 建 筑 高度 为 ２ ０ ． ８ ５ ０ ｍ， 为 多层 公共 建筑 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ 系列 软 件 等效 线 性 化 方 法 是 采 用 Ｂ Ｒ Ｂ在 地 （ 本文 章仅 对 Ｉ 区、Ｉ Ｉ 区进行 分析 比较计 算 ） 。 震作 用过 程 中等效 黏滞 阻 尼及 割线 刚度代 替 Ｂ Ｒ Ｂ在地 震 本项 目工 程原 结构 体 系为框 架 结构体 系 ， 对原 结 构体 作 用过 程 中的 实际 非线性滞 回阻尼及 二折 线刚 度模 型。 系增 加 部 分钢 筋 混 凝 土墙 体 ，变 为框 架一 剪 力墙 结 构体 ２ ． １ 等 效刚度计 算 系： 局 部 设置屈 曲约束支 撑。
试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用
建筑与工程Һ㊀试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用马㊀斌摘㊀要：现代建筑结构抗震措施通常应用积极隔震㊁消能减震㊂无论积极隔震还是消能隔震，就是采取在基底和结构之间设置减振器或减振材料㊂隔震和消能减震技术在建筑工程结构设计中应用，需要经过计算，进行多方案比较选择最佳方案㊂关键词：隔震；消能减震；传统抗震；建筑工程结构设计；应用一㊁隔震与消能减震的原理及其方法（一）隔震与消能减震原理的分析隔震与减震的基本原理是在建筑结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震与减震装置，通过隔震与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㊂（二）隔震与消能减震的方法１．吸能减震吸能减震是通过附加子结构，使结构的震动发生位移，即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到减小结构震动的目的㊂目前，工程结构应用的吸震减震装置主要有调谐质量阻尼器（以下简称 ＴＭＤ ），调液（柱）阻尼器（以下简称 ＴＬＤ 或 ＴＬＣＤ ）悬吊质量摆阻尼器（以下简称 ＳＭＰＤ ）和质量放大器㊂屋面上的水箱也起到一定的减震效果，相当于ＴＭＤ㊂２．黏弹性阻尼结构黏弹性阻尼结构的风洞试验㊁地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明，在结构中安装黏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㊂３．金属阻尼器是在框架中加屈曲约束支撑，在常规荷载下，起到支撑的作用，而在地震作用下，金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量，从而起到保护主体结构的作用㊂这在抗震加固的工程中得到广泛的应用㊂拟建的首都规划大厦设置了柱间 人 字型支撑，大大减小了地震力的影响㊂二㊁建筑结构的传统抗震方法分析地震具有不可预测性及危害性大等特征㊂过去为了抵御地震灾害，通常的建筑工程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㊁柱㊁墙㊁节点等）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 ㊂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㊁装饰昂贵的现代化建筑㊁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；最后，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 ㊂三㊁隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用分析（一）建筑地基采用特殊材料进行隔震地基是建筑物与地震接触的最直接的地带，也是地震的最直接作用区，所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段㊂所谓建筑物地基隔震，主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理，通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波，从而减少地震对建筑物的损害，这种方法是一种历史最悠久的隔震方法，原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱，达到保护建筑物的目的㊂随着科学技术的发展，近年来，国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展，经过反复的试验和研究他们发现，以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好，所以这种材料将广泛地应用于以后的建筑物的隔震层㊂（二）建筑基础设置隔震装置减震的应用分析基础设置隔震装置减震主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置，它与地基隔震的最主要区别就在于隔震层的位置的变化，这种隔震层位置的改变可以减少地震向上传递，最高可减少地震对建筑物传递能量的２／３，这种隔震装置是一种非常传统的防震方法，因其历史悠久且效果优良，所以直到今天，仍被许多工程沿用㊂但是，这种措施的缺陷是不适用于高层建筑，因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期，起不到减小地震对建筑物损害的目的，反而增加了建筑物的自重，对隔震造成不利的影响㊂在进行建筑基础的隔震装置的设置时，通常采用的办法有：摩擦滑移隔震㊁黏弹性隔震等几种，设置的装置也比较灵活，不局限于建筑材料，其他材料有橡胶垫㊁混合隔震装置等也可用于做隔震层，可根据建筑物的具体情况进行选择㊂（三）建筑物结构悬挂隔震的应用分析悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来，也就是通常所说的悬挂结构，这样，当地震来临时，地震的能量不会传递给悬挂起来的结构，从而达到减小地震损害的目的㊂这种隔震方式最常见于大型钢结构，大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系，以此隔震㊂这种结构对于设计师的设计要求比较高，因为要将结构的主体框架和子框架的结合做到完美的结合，才能保证在地震来临时，子结构不受干扰㊂因为它的作用原理是，当地震来临时，主框架会随着地壳运动发生摇摆，但是子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆，地震的能量到达这个部位的时候就会削弱，不至于传递到子结构产生惯性力，这种结构的优点是防震效果好，可以有效地阻断地震力对于建筑物的伤害，但是缺点是工程造价高，一般的住宅建筑不宜使用，因为大量的钢结构会大大增加建筑的成本㊂四㊁结语综上所述，隔震与消能抗震同传统抗震体系相比，更加有效㊁安全㊁适用㊁可靠，并且可以降低造价，在突发性的地震中不破坏㊁不倒塌，既保护建筑结构本身，又保护建筑物内部设备及人员安全，经济适用，将成为建筑抗震的主体，在建筑工程结构设计中得到广泛应用㊂参考文献：［１］张晓鹏．民用建筑抗震施工构造及防护措施探析［Ｊ］．现代商贸工业，２０１７（２２）．作者简介：马斌，青海省建筑勘察设计研究院股份有限公司㊂９４１。
浅述建筑结构减震与消能减震设计
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。
耗能减震结构的受力分析与层间弹塑性变形简论计算方法
Ａｂ ｈａ ｔ Ｔ ｅ ｄｓｒ ｕｉｎ ｐ ｏ ｌｍ ｆｔｅ ｍａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｓ ｒ ｈ ａ ｏｃ ｎ ｅ ｌ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｍｏ ｇｓ ｕ ｔｒ ｌ ｍ— ｓ － ： ｈ ｉｔ ｂ ｔ ｒｂ ｅ ｏ ｘ ｍｍ ｎｅ ｔ ｙ ｓ ｅ ｒｆｒｅ ｕ ｄ ｒｍｉ ｅ ｒ ｕ ｋ ｓ ａ ｎ ｔ ｃｕａ ｃ ｉ ｏ ｈ ｒｏ ｄ ｈ ｒ ｍｅ
１ 前 言
近３ ｏ年来 ， 动控制 装 置 以其 简单 、 被 方便 和稳 定的特 点 在 土木 工 程 中逐 渐 受到 人 们 的重 视 。但 由于 有
控结 构设计 方 法的研 究还 相对 较少 ， 别是 一些 易于 为广 大工程 设计人 员掌 握的 简便 实用方 法还更 少 ， 特 因而 在 一定程度 上影 响 ＿耗能 减震 技术 的太 面积推 广。 『 对于 中 、 层结构 的抗 震设 计 ， 低 目前应 用最 为广泛 的是 底部 剪力法 。在 底部剪 力法 中一 个关键 问题是 确 定 地震作用 下结 构各层 的层 间最大 剪力及 其在 结构构 件 上 的分 配 。由于无 控 结 构 的阻 尼 力较 小 ， 在层 问 它
摘要 ：本文研究 了安装 粘弹性耗能器结 构在 常遇地 震作 用下层问最大 剪力的分配情 况 ， 给出 了层 问
最 大 剪 力在 结 构 构 件 与 耗 能 器 之 间按 刚 度分 配原 则 进 行 假 想 分 配 后 ． 得 假 想层 问 构 件 力 与 层 问 最 所
大构 件 力之间的关系 ， 以及假想 层间附加力与层 间最大跗加力 之间的关 系 ， 探讨了罕遇地 震作 用下安 装粘 弹性耗 能器结构与安装软锕耗 能器 结构的层间弹塑性变形简化计算方法。
维普资讯
第 卷 第 ２期
２ Ｏ 年 ４月 ０２
减隔震建筑结构设计指南与工程应用 教材
减隔震建筑结构设计指南与工程应用教材下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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摩擦阻尼器耗能减震的研究综述吴忠坤
摩擦阻尼器耗能减震的研究综述吴忠坤发布时间：2021-08-10T06:57:40.840Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：吴忠坤[导读] 地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。
在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。
在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法，该方法由于其经济有效而被越来越多的工程结构所采用。
其中，摩擦阻尼器由于其构造简单、价格低廉、耗能能力强，具有良好的发展前景。
本文从传统抗震方法和现代抗震理念对比分析了阻尼器在耗能减震中的优势，及摩擦阻尼器的种类、构造和减震原理。
关键词：抗震加固；消能减震；摩擦阻尼器一、引言地震是目前人类尚难以完全抗御的主要灾害之一，对人类的生命和社会财富造成了巨大的危害。
因此，对结构进行抗震设计尤为重要。
传统的抗震设计方法依靠构件的弹塑性变形来吸收地震能量，本质上就是把结构本身作为效能部件。
一方面这样不可避免地会对结构自身造成一定的损伤，甚至倒塌；另一方面随着建筑技术的发展，人们对于建筑的要求也越来越高，传统的抗震设计方法已无法满足现有的抗震理念。
合理有效的现代抗震措施是采取结构振动控制技术，即在结构上安装耗能装置，由结构和耗能装置共同耗能来抵御地震作用[1]。
而摩擦阻尼器作为一种耗能装置，其具有强大的能耗能力，负载的大小和频率对其功能影响不大，并且结构简单，材料选择简单，成本低廉，具有良好的应用前景。
特别地，在控制结构的近断层地震响应以及中高层结构的地震响应等方面都具有优势。
二、耗能减震的必要性近年来，随着建筑业发展的突飞猛进，建筑结构愈来愈朝着大跨度的方向发展，结构复杂化、多元化，也使得传统的消能减震方式变得难以满足结构的抗风抗震需求。
对于结构体系复杂，例如多层超高层结构，更加是一种挑战。
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。
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Concrete
(Mortar)
Tab Plate
Steel Tube (Buckling Restrained Part)
Buckling Restrained Brace
3.6 复合型耗能器
1．在同一种耗能机制下，可利用多个耗能元件协 同工作共同耗能； 2．在同一种耗能（阻尼）减震器中，综合利用不 同的耗能机制共同耗能；即耗能（阻尼）减震器 同时利用两种或两种以上的耗能方式耗能； 3．耗能（阻尼）减震器应具有多道耗能减震防线 （或多级耗能元件）； 4．具有良好的变形跟踪能力，其承载和耗能能力 具有随变形增大变化的自适应能力。
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。 【说明】本条与2001 版的规定相比，明确提 醒可采用隔震、消能减震技术进行结构的 抗震性能化设计。
隔震与消能减震技术是实现性能化设计 的有效方法
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。
3.5
防屈曲耗能支撑
Buckling
F
F
No Buckling ( Yielding )
Conventional Brace Tension P
Compression
Buckling Restrained Brace Tension P
Compression
Core Steel Member Unbonding Materials
一幢带消能减震钢支撑超高层建筑 一幢设有金属球颗粒阻尼器高层建筑 这也是近年来鲜有的经历大地震考验的消能 减震高层及超高层结构工程实例。
3
消能减震装置的类型与性能
3.1
粘滞阻尼器
图2.1-1 典型粘滞耗能器示意图
粘滞耗能器是根据流体运动，特别是当 流体通过节流孔时能产生粘滞阻力的 原理而制成的，是一种无刚度、速度 相关型的耗能器。 常见的粘滞耗能器主要有： 缸式粘滞流体耗能器 粘滞阻尼墙 圆筒式粘滞耗能器
T(s)
2
耗能减震建筑的地震考验
2月27日14时34分在智利（南纬35.8度， 西经72.7度）发生8.8级地震，震源深 度33公里。地震位于智利比奥比奥大 区，距离康塞普西翁（Concepció n） 100公里，距离特木科 （Temuco）110 公里,距离该国首都圣地亚哥320公里。 震源位于地下55公里。根据智利官方 报道，截止2010年4月7日，在此次大 地震中，死亡486人、失踪79人、海啸 致使 80万人受伤或无家可归，总损失 达300亿美元。灾区道路阻断、缺水短 电，有报道称震中附近的两个城市损 失惨重。地震还使200万人受到影响， 150万栋房屋被毁，6个地区进入灾难 紧急状态。
高耸结构 大跨结构 多/高层 结构 复杂结构
☆☆☆
☆☆
☆☆☆☆
仅地震 仅地震
☆☆☆☆
防屈曲 杆件屈曲 耗能支撑 位移相关
☆☆☆☆Leabharlann ☆☆☆☆摩擦 阻尼器
摩擦耗能 位移相关
☆☆
桥梁结构 自恢复能力差 耐久性差，仅地震
☆
4、消能减震结构设计内容与步骤
消能减震结 构设计内容
消能 装置选择
消能装置 布置位置
消能装置 子框架设计 布置数量
设计地震
设计要求
无消能器结构的分析和设计 确定结构所需的阻尼比
或
选择合适的消能器位置 计算消能器的刚度和阻尼 消能减震结构的分析 否 足够的阻尼比 是 否 满足结构特性
设 计 流 程
结束
4.1 消能减震结构的概念设计
4.1.1 适用范围和设防目标
3.8.1 隔震与消能减震设计，可用于抗震 安全性、使用功能有较高要求或专门要 求的建筑。
分类
工作原理 技术水平
☆☆☆☆
需关注的问题
应用范围 应用程度
☆☆☆☆
发展方向
新型高性能 阻尼器研发 结构减振 新方案/新体系 设计/分析 (性能指标量化) 标准/规程完善 推广应用
粘滞流体 粘滞流体 阻尼器 速度相关 粘弹性 阻尼器 软钢 阻尼器 粘弹材料 速度相关 金属屈服 位移相关
超高压试验
温度影响
（b）三角形耗能器 （c）开孔式加劲耗能器 图2.3-1 加劲耗能器
3.4 摩擦耗能器
发展始于20世纪70年代末。可以分为4种类型： 摩擦耗能节点；板式摩擦耗能器； 筒式摩擦耗能器；复合型摩擦耗能器。
板式垫片 垫片
外板
蝶形垫片
刹车片
摩擦面 外板 中板
不锈钢板
（1）板式摩擦耗能器
（2）钢管摩擦耗能器
有减震需求，有相对位移或相对速度
的一切结构。
3.8.2 采用隔震或消能减震设计的建筑， 当遭遇到本地区的多遇地震影响、抗 震设防烈度地震影响和罕遇地震影响 时，可按高于本规范1.0.1 条的基本设 防目标进行设计。
【说明】本次修订，1.0.1 条将设防目标分为基本目标 和专门目标两种情况，本条文字相应调整。当结构 采用隔震和消能减震设计方案，具有可能满足提高 抗震性能要求的优势，故推荐其按较高的设防目标 进行
3.2 粘弹性阻尼器
3.3 钢阻尼器
金属耗能器根据金属材料的不同可分为钢 耗能器、铅耗能器和形状记忆合金耗能器。 钢耗能器又包括软钢制成的耗能器和低屈 服点钢制成的耗能器。
3.3.1
软钢耗能器
由于软钢在进入塑性范围后具有良好的滞 回特性，因此被用来制造各种类型的耗能 减震装置。
（a）X形加劲耗能器
【说明】2008 年局部修订改为非强制性要求。本次修 订，将使用功能“特殊”要求改为“较高或专门” 要求，并明确用于抗震安全性较高要求的建筑，不
限于2001 版的8、9 度设防地区。
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。
耗能减震结构设计与应用
周 云
广州大学土木工程学院
2013年05月20日
1 耗能减震的概念与原理
1.1 耗能减震的概念
1.1耗能减震的概念
1.2 耗能减震的原理
0.12
0.10
隔震结构 传统结构
0.08
附加阻尼增加
阻尼比0.05 阻尼比0.10 阻尼比0.15 刚度刚度
0.06
0.04
0.02
0.00 0 1 2 3 4 5 6