抗震课件第八章(2020年7月整理).pdf
抗震复习ppt要点整理
抗震复习要点整理1、地震按其成因可分为几种类型？按其震源深浅又分为几类？按成因：火山地震、塌陷地震、构造地震（破坏性地震主要属于此类）震源深浅：浅源地震（震源深度在70Km内）、中源地震（70-300）、深源地震（超过300）2、试述构造地震成因的局部机制和宏观背景？成因：由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生突然断裂和错动而引起振动，并以弹性波的形式将振动能量传到地面，导致地面运动和建筑振动。
宏观背景：板块构造理论3、试分析地震动的空间分布规律及其震害现象空间分布规律：震害现象：①地表破坏（山崩、滑坡、地面裂缝、地塌、喷砂冒水）②工程结构破坏（结构因承载力不足结构变形过大而破坏，结构丧失整体性而破坏，地基失效而破坏）——造成人民生命财产损失主要原因③次生灾害（水灾、火灾、泥石流、海啸）4、地震波包含了哪几种波，传播特点，对地面运动影响体波：在地球内部传播，分为纵波（振动方向与传播方向一致，周期短振幅小传播速度）和横波（振动方向垂直于传播方向，周期长振幅大）面波：在地面附近传播，分为瑞雷波（滚动形式）和洛夫波（蛇形运动形式）影响：①纵波波速最大，横波次之，最后面波，地震时震中区人们感觉是先上下颠簸后左右摇晃，横波和面波到达时地面振动最猛烈。
②面波波长大振幅强，能量比体波大，传播远，对结构物和地表破坏以面波为主。
③地震波在传播过程中逐渐减弱，离震中较远地方地面振动减弱，破坏作用减轻。
5、地震动的三大特性及其规律三大特性：幅值、频谱、持续时间幅值:可以是地面运动的加速度、速度或位移的某种最大值或某种意义下的有效值，描述地面振动的强弱程度，且与震害有密切关系。
（近场内，基岩上的加速度峰值大于软弱场地上加速度峰值，远场则相反）频谱：指地震动对具有不同自振周期的结构的反应特性，用反应谱、功率谱和傅里叶谱表示。
揭示地震动的主导频率成分，与结构本身动力频率特征一起决定结构振动响应的强弱。
（震级越大、震中距越远，地震动记录的长周期分量越显著；硬土且底层薄地基上包含较高高频成分；软土且地层厚地基偏向长周期）持时：指地震动持续作用于某个场地的时间，可反映地震动循环作用程度的强弱。
抗震PPT
生成人工加速度时程的细节超出了本章 的范围，在此，仅对其基本要素简单介绍。 在大多数情况下，生成人工加速度时程的基 本要素包括：功率谱密度函数或阻尼反应谱， 随机相角生成程序和包线方程。这样模拟出 的运动是有限简谐的总和。通常要采用迭代 法，对人工加速度时程的反应谱或功率谱的 频谱特征与目标谱的一致性进行检验。图 （后）给出的是采用金井清功率谱密度模拟 在冲积土层上的一个人工加速度时程，以及 积分得到的速度和位移时程，峰值加速度和 持时与1940年峡谷地震记录的南北分量相同。
Housner首先将能量概念运用于抗 震设计，他指出，地面运动将能量传递 给结构，其中一部分能量由结构阻尼和 非线性所耗散，剩余的部分以动能和弹 性应变能的形式储存在结构中。 Housner估计的输入能量为拟速度平方与 质量的一半，既0.5m(PSV)^2。他的研究 促进了后来抗震设计能量法的发展。
下图将四种方法得到的折减因子进行对比， 阻尼比取5%，延性系数取2和5两种
由图可见，Riddell-Newmark消减因子与 其他三种相比，大体上是最小的（即对弹性 力的折减最大）， Riddell-Newmark和 Newmark-Hall折减因子呈现平行斜线趋势。 延性系数影响折减因子的大小，但阻尼比对 折减因子的的影响不明显，随着阻尼比的升 高，弹性反应谱显著降低，非弹性反应谱也 会随着弹性反应谱的降低而降低，导致其值 变化不够明显。
Zaharh和Hall计算了两个弹-塑性SDOF结构在 1940年的地震地面运动作用下的能量时程反应，两 个结构分别为低频0.1Hz和高频5Hz，阻尼比5%，延 性系数均为3.0.计算结果如图（后），图中输入能与 耗散能（阻尼耗能与滞回耗能之和）之差为结构蓄 能（应变能与动能之和）。 在地面运动结束时，蓄能趋近于0，结构的耗能 几乎等于全部输入的地震能量。与高频结构相比， 低频结构的能量反应中出现了较大的波峰和波谷， 说明输入地震能量的很大一部分以应变能的形式储 存在结构中。
建筑结构抗震总复习第八章-钢结构房屋抗震设计
（2）框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以调 整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分 计算最大层剪力1.8倍二者中的较小值。
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8.2 多高层钢结构民用建筑
8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系 8.2.2 结构体系抗震设计的布置要求 8.2.3 地震作用计算 8.2.4 杆件抗震验算 8.2.5 抗震设计对杆件的构造要求 8.2.6 节点和连接的抗震验算及构造要求
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8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系
1. 框架结构
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8.3.2 地震作用计算
计算单层钢结构厂房时，一般假定沿厂房横向（跨度 方向）和竖向的地震作用由横向框架承受，沿纵向（柱距 方向）的地震作用由纵向框架承受。 1、结构计算模型的选取 厂房抗震计算时，根据屋盖高差和吊车设置情况，可分别 采用单质点、双质点或多质点的结构计算模型。
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图8.25 单质点模型
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5、框架－偏心支撑结构中的消能梁段 消能梁段是偏心支撑框架中耗散能量的主要构件，为此需要考虑与 相连构件的承载能力相匹配、保证其在反复荷载下具有良好的滞回 性能的各项措施。
消能梁段的钢材不应采用高强度钢，而因采用有良好塑性流幅 的钢材。为此，消能梁段钢材的屈服强度不应超过345MPa。
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8.3 单层钢结构厂房
8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求 8.3.2 地震作用计算 8.3.3 杆件验算和构造措施
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8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求
第8章 管道的抗震设计计算
• 烈度VIII，质量好的建筑物也受有或多或少的 灾害，一般的建筑物有相当的灾害，且有一部 分倒塌。质量不好的建筑物遭受大的破坏，贴 板墙面错动脱落，烟窗、柱、纪念碑、墙壁倾 倒。泥沙少量喷出，井水发生变化，汽车行驶 有障碍； • 烈度IX，质量好的建筑物也有相当的震害，建 筑物、构筑物的基础错位偏移，地面裂开，地 下埋设管道破坏。
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也可根据最大加速度来确定地震烈度
美国地震烈度表
烈度 加速度 cm/s2 烈度 加速度 cm/s2 I <1.0 VI 21~44 II 1.0~2.1 VII 44~94 III 2.1~5.0 VIII 94~202 IV 5.0~10 IX 202~432 V 10~21 X >432
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8.3 砂土的地震液化
• 液化使土壤强度减少甚至完全丧失，管道由于支 承丧失甚至还可能受到液化土的浮力作用，引起 管道上大的变形而破坏。 • 砂土液化的概念：“液化是使任何物质转化为液 体状态的行为过程。就无粘性土而言，这种由固 体状态变为液体状态的转化是孔隙水压力增大和 有效应力减小的结果”。
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3、烈度
• 地震烈度是指某一个地区、地面及房屋建筑等工 程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。 • 一次地震对于不同的地区有多个烈度，即地震烈 度。 • 震级与烈度不能混淆。
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如唐山地震，震级7.8级，震源深度12~16km，震 中烈度11度，各地烈度如下: 烈 度 11度 10度 9度 8度 7度 范 围 面积，km2 27.5 367 1800 7270 33300
基本烈度
• 基本烈度是指某地区在今后一定时间内，在一般 场地条件下可能遭受的最大地震烈度。 • 按照国家地震局颁布的《中国地震烈度区划图》， 全国分为：五度、六度、七度、八度、九度共五 个区。
结构抗震抗震设计基本知识PPT课件
2.地震烈度表 地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。 我国在1980年制定了《中国地震烈度表》。 《中国地震烈度表》将地震烈度分为1-12度。
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三、地震烈度、震级与地震影响的关系
（1）5.0-5.4级地震，震中烈度多为六度，其面积小于 500平方公里。
（2）5.5-5.9级地震，震中烈度多为七度，其面积不超 过200平方公里；六度区面积也只有数百平方公里。
（3）6.0-6.4级地震，震中烈度多数为八度，其面积几 十平方公里；七度区不超过200平方公里，六度区数百平 方公里，如震中烈度为七度，则与5.5-5.9级地震结果相同。
烈 人的感觉
度
1 无感
2 室内个别静止中的人 感觉
3 室内少数静止中的人 感觉
4 室内多数人感觉。室 外少数人感觉。少数 人梦中惊醒
一般房屋
门、窗轻微作响 门、窗作响
其它现象
悬挂物微动 悬挂物明显摆动，器皿作响
加速度
mm/ s2
速度
mm / s
个别：10%以下 少数：10%——50% 多数：50%——70% 大多数：70%——90%
由于震源深浅、震中距大小等不同， 地震造成的破坏也不同。 震级大，破坏力不一定大； 震级小，破坏力不一定就小
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二、 地震烈度
1.定义及影响因素 一次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。用I表示，是衡量地震引起后果的一种标度。 一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震
抗震PPT幻灯片课件
不利于抗震的地段：软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡 坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土 层（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含 水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等。
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1.2 选择有利于抗震的场地 有利地段：一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬 场地土。 在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具 有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震 能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。
楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位 移（或层间位移）平均值的1.2倍
结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
楼板局部不连续 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典
型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层
b 0.5B
大大不足,率先破坏；3.水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。
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地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边 形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。
不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。 高层规程的规定：
设防烈度 L / B
６、７度 ≤6.0
l / Bmax
Ki3
Ki2 Ki1 Ki
Ki 0.7Ki1
Ki
0.8( Ki1
Ki2 3
Ki3 )
沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续
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立ห้องสมุดไป่ตู้不规则类型
建筑抗震设计规范PPT课件
抗震设防
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烈度
设计基本 地震加速
度值
0.05g
0.10g 0.20g (0.15)g (0.30)g
0.40g
我国主要城镇(县级及县级以上城镇)中心地区 的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的 设计地 选择建筑场地时，应根据工程需要和地震 活动情况、工程地质和地震地质的有关资 料，对抗震有利、不利和危险地段做出综 合评价。对不利地段，应提出避开要求； 当无法避开时应采取有效的措施。对危险 地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建 造丙类的建筑。
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%， 或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%； 除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺 寸大于相邻下一层的25%
竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内 力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递
楼层承载力突变
抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层 的80%
竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平 转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转 换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以 1.25～2.0 的增大系数；
侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应 依据其结构类型符合本规范相关章节的规定；
楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪 承载力不应小于相邻上一楼层的 65%。
抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程 抗震设防分类标准》GB 50223 确定其抗震设防类别 及其抗震设防标准。
抗震设防烈度为6 度时，除本规范有具体规定外， 对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。
抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系， 应符合表3.2.2 的规定。
表3.2.2
抗震课件第八章
第八章隔震、减震与结构控制初步§8．1 结构抗震设计思想的演化与发展由震源产生的地震力，通过一定途径传递到建筑物所在场地，引起结构的地震反应。
一般来说，建筑物的地震位移反应沿高度从下向上逐级加大，而地震内力则自上而下逐级增加。
当建筑结构某些部分的地震力超过该部分所能承受的力时，结构就将产生破坏。
在抗震设计的早期，人们曾企图将结构物设计为“刚性结构体系” 。
这种体系的结构地震反应接近地面地震运动，一般不发生结构强度破坏。
但这样做的结果必然导致材料的浪费，诚如著名的地震工程专家Rosenblatt 所说的那样：“为了满足我们的要求，人类所有财富可能都是不够的，大量的一般结构将成为碉堡。
”作为刚性结构体系的对立体系，人们还设想了“柔性结构体系” ，即通过大大减少结构物的刚性来避免结构与地面运动发生类共振，从而减轻地震力。
但是，这种结构体系在地震动作用下结构位移过大，在较小的地震时即可能影响结构的正常使用，同时，将各类工程结构都设计为柔性结构体系，也存在实践上的困难。
长期的抗震工程实践证明：将一般结构物设计为“延性结构” 是合宜的。
通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形消耗地震能量，使结构物至少保证“坏而不倒” ，这就是对“延性结构体系” 的基本要求。
在现代抗震设计中，实现延性结构体系设计是工程师所追求的抗震基本目标。
然而，延性结构体系的结构，仍然是处于被动地抵御地震作用的地位。
对于多数建筑物，当遭遇相当于当地基本烈度的地震袭击时，结构即可能进入非弹性破坏状态，从而导致建筑物装修与内部设备的破坏，造成巨大的经济损失。
对于某些生命线工程（如电力、通讯部门的核心建筑），结构及内部设备的破坏可以导致生命线网络的瘫痪，所造成的损失更是难以估量。
所以，随着现代化社会的发展，各种昂贵设备在建筑物内部配置的增加，延性结构体系的应用也有了一定的局限性。
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第八章隔震、减震与结构控制初步§8．1结构抗震设计思想的演化与发展由震源产生的地震力，通过一定途径传递到建筑物所在场地，引起结构的地震反应。
一般来说，建筑物的地震位移反应沿高度从下向上逐级加大，而地震内力则自上而下逐级增加。
当建筑结构某些部分的地震力超过该部分所能承受的力时，结构就将产生破坏。
在抗震设计的早期，人们曾企图将结构物设计为“刚性结构体系”。
这种体系的结构地震反应接近地面地震运动，一般不发生结构强度破坏。
但这样做的结果必然导致材料的浪费，诚如著名的地震工程专家Rosenblatt所说的那样：“为了满足我们的要求，人类所有财富可能都是不够的，大量的一般结构将成为碉堡。
”作为刚性结构体系的对立体系，人们还设想了“柔性结构体系”，即通过大大减少结构物的刚性来避免结构与地面运动发生类共振，从而减轻地震力。
但是，这种结构体系在地震动作用下结构位移过大，在较小的地震时即可能影响结构的正常使用，同时，将各类工程结构都设计为柔性结构体系，也存在实践上的困难。
长期的抗震工程实践证明：将一般结构物设计为“延性结构”是合宜的。
通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形消耗地震能量，使结构物至少保证“坏而不倒”，这就是对“延性结构体系”的基本要求。
在现代抗震设计中，实现延性结构体系设计是工程师所追求的抗震基本目标。
然而，延性结构体系的结构，仍然是处于被动地抵御地震作用的地位。
对于多数建筑物，当遭遇相当于当地基本烈度的地震袭击时，结构即可能进入非弹性破坏状态，从而导致建筑物装修与内部设备的破坏，造成巨大的经济损失。
对于某些生命线工程（如电力、通讯部门的核心建筑），结构及内部设备的破坏可以导致生命线网络的瘫痪，所造成的损失更是难以估量。
所以，随着现代化社会的发展，各种昂贵设备在建筑物内部配置的增加，延性结构体系的应用也有了一定的局限性。
面对新的社会要求，各国地震工程学家一直在寻求新的结构抗震设计途径。
以隔震、减震、制振技术为特色的结构控制设计理论与实践，便是这种努力的结果。
隔震，是通过某种隔离装置将地震动与结构隔开，以达到减小结构振动的目的。
隔震方法主要有基底隔震和悬挂隔震等类型。
减震，是通过采用一定的耗能装置或附加子结构吸收或消耗地震传递给主体结构的能量，从而减轻结构的振动。
减震方法主要有耗能减震、吸振减震、冲击减震等类型。
狭义的制振技术又称结构主动控制。
它是通过自动控制系统主动地给结构施加控制力，以期达到减小结构振动的目的。
目前，结构隔震技术已基本进入实用阶段，而对于减震与制振技术，则正处于研究、探索并部分应用于工程实践的时期。
§8．2 隔震原理与方法8．2．1 隔震原理这里主要介绍基底隔震方法。
基底隔震的基本思想是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地基中的基础顶面分离开，从而限制地震动向结构物的传递。
大量试验研究工作表明：合理的结构隔震设计一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右，从而可以有效地减轻结构的地震破坏，提高结构物的地震安全性。
隔震的技术原理可以用图8.1进一步阐明。
图中所示为一般的地震反应谱。
首先，隔震隔震建筑系统的动力分析模型可根据具体情况选用单质点模型、多质点模型甚至空间分析模型。
当上部结构侧移刚度远大于隔震层的水平刚度时，可以近似认为上部结构是一个刚体，从而将隔震结构简化为单质点模型进行分析，其动力平衡方程形式为g xm kx x c x m −=++ （8.1） 式中，m —结构的总质量；k c ,—隔震层的阻尼系数和水平刚度；x x x ,,—上部简化刚体相对于地面的加速度、速度与位移； g x—地面加速度过程。
为k ，阻尼系数为c 的结构层简化之（图其中，水平动刚度计算式为，式中：N ——隔震支座数量；i K ——第i 个隔震支座的水平动刚度。
等效粘滞阻尼比计算式为：h N i iieq K K ∑==1ξξ （8.3）式中：i ξ——第i 个隔震支座的等效粘滞阻尼比。
这样，就可以采用本书第三章所述的时程分析方法进行隔震结构系统的地震反应分析。
显然，也可以采用反应谱方法进行隔震结构的地震反应分析，但这时采用的反应谱应是经过阻尼比调整后的反应谱曲线。
采用隔震装置的隔震结构，可以有效地降低隔震层以上结构的水平地震作用。
我国建筑抗震设计规范采用水平向减震系数的概念来反映这一特点，且规定：隔震结构水平地震作用沿高度采用矩形分布，水平向地震影响系数最大值采用非隔震结构水平地震影响系数最大值与水平向减震系数的乘积。
而水平向减震系数可根据结构隔震与非隔震两种情况下的层间剪力的最大比值按表8-1确定。
水平向减震系数不宜低于0.25，且隔震结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水平地震作用。
表8-1层间剪力最大比值与水平向减震系数的对应关系8．2．3 常用隔震装置1．橡胶支座隔震橡胶支座是最常见的隔震装置。
常见的橡胶支座分为钢板叠层橡胶支座、铝芯橡胶支座、石墨橡胶支座等类型。
钢板叠层橡胶支座由橡胶片和薄钢板叠合而成（图8.3）。
由于薄钢板对橡胶片的横向变形有限制作用，因而使支座竖向刚度较纯橡胶支座大大增加。
支座的橡胶层总厚度越小，所能承受的竖向荷载越大。
为了提高叠层橡胶支座的阻尼，发明了铝芯橡胶支座（图8.4），这种隔震支座在叠层橡胶支座中间钻孔灌入铝芯而成。
铝芯可以提高支座大变形时的吸能能力。
一般说来，普通叠层橡胶支座内阻尼较小，常需配合阻尼器一起使用，而铝芯橡胶支座由于集隔震器与阻尼器于一身，因而可以独立使用。
在天然橡胶中加入石墨，也可以大幅度多。
显著的非线性变形特征（图8-5）度很大，橡胶的剪切刚度可下降至初始刚度的1/5~1/4，这就会进一步降低结构频率，减少结构反应。
当橡胶剪应变超过50%以后，刚度又逐渐有所回升，这又起到安全阀的作用，对防止建筑的过量位移有好处。
橡胶支座隔震装置的设计的关键是合理确定隔震支座承受的应力。
我国建筑抗震设计规范规定：隔震层各橡胶隔震支座，考虑永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力设计值不应超过表8-2的规定。
在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。
表8-2 橡胶隔震支座平均压应力限值注：1. 对需验算倾覆的结构，平均压应力设计值应包括水平地震作用效应；2. 对需进行竖向地震作用计算的结构，平均压应力设计值应包括竖向地震作用效应； 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：[]i i u u ≤ （8.4） c i i u u β= （8.5） 式中，i u ——罕遇地震作用下，第i 个隔震支座考虑扭转的水平位移。
[]i u ——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；c u ——罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移；i β——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。
2．其它隔震装置除了比较成熟的橡胶支座隔震装置，人们还研究、探索了其它各类隔震装置。
略举数例。
图8-6为一滚珠隔震装置，该装置是在一个直径为50cm 的高光洁度的圆钢盘内，安放400个直径为0.97cm 的钢珠。
钢珠用钢箍圈住，不致散落，上面再覆盖钢盘。
该装置已用于墨西哥城内一座五层钢筋混凝土框架结构的学校建筑中，安放在房屋底层柱脚和地下室柱顶之间。
为保证不在风载下产生过大的水平位移，在地下室采用了交叉钢拉杆风稳定装置。
图8-7在杯可为振动时提供阻尼。
经试验证实：当地面加速度幅值达330cm/s 2时，被隔震房屋的加速度反应被降低到无隔震反应的1/3左右。
我国山西省的悬空寺，历史上经历多次大地震而仍完整无损。
分析认为是其特有的支撑木柱起到了摇摆支座隔震的作用。
下面，主要介绍耗能减震与吸振减震的基本原理和方法。
8．3．1 耗能减震原理耗能减震是利用耗能构件消耗地震传递给结I 构的能量的减震手段。
地震时，结构在任意时刻的能量方程为f E E E +=s t （8.6）式中，t E —地震过程中输入给结构的能量；s E —结构主体自身的耗能；f E —附加耗能构件的耗能。
从能量的观点看，地震输入给结构的能量t E 是一定的，因此，耗能装置耗散的能量越多，则结构本身需要消耗的能量就越小，这意味着结构地震反应的降低。
另一方面，从动力学的观点看，耗能装置的作用，相当于增大了结构的阻尼，而结构阻尼的增大，必将使结构地震反应减小。
在风和小震作用下，耗能装置应具有较大的刚度，以保证结构的使用性能。
在强烈地震作用时，耗能装置应率先进入非弹性状态，并大量消耗地震能量。
有试验表明，耗能装置可做到消耗地震总输入能量的90%以上。
耗能减震结构的地震反应分析，原则上可以利用本书第三章所述的非线性时程反应分析方法。
在进行这一分析时，通常需要耗能元件的试验数据，以确立结构动力方程中的阻尼矩阵。
一般，耗能元件附加给结构的有效阻尼比可按下式估算：)4/(s c a W W πζ= （8.7）式中，a ζ——耗能减震结构的附加有效阻尼比；c W ——所有耗能部件在结构预期位移下往复一周所消耗的能量；s W ——设置耗能部件的结构在预期位移下的总应变能。
我国建筑抗震设计规范规定：耗能元件附加给结构的有效阻尼比超过20%时，宜按20%计算。
这一规定，主要是考虑在阻尼比超过20%时采用常规地震反应分析方法会引起较大误差。
8．3．2 耗能减震装置1、阻尼器阻尼器通常安装在支撑处、框架与剪力墙的连接处、梁柱连接处、以及上部结构与基础连接处等有相对变形或相对位移的地方。
有代表性的阻尼器主要有两类，一类是与速度相关约束支撑在拉力和压力作用下均可以达到充分的屈服，具有很好的延性，滞回曲线稳定饱满（图8-17），其滞回曲线明显优于普通钢支撑。
图8-16 屈曲约束支撑图8-17 屈曲约束支撑支(a)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)(l)(b)图8-18屈曲约束支撑的一些典型截面形状3．耗能墙耗能墙实质上是将阻尼器或耗能材料用于墙体所形成的耗能构件或耗能子结构。
系数、刚度分别为1m 、1c 、1k ，则可列出如下运动平衡方程：g x m v k v c x k x c x m011000−=−−++ (8-9) ()g x m v k v c v x m1111−=+++ (8-10) 其中，x x v −=1。
当考虑简谐地面运动输入、并考虑无阻尼体系的反应特征时，经过一些数学推导，可以发现：当子结构的频率等于地面运动输入频率时，将会给出主结构振幅为零的结果。