隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
浅谈建筑结构的隔震,减振和振动控制

浅述建筑结构减震与消能减震设计word版

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。
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。
解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类

2,解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类。
工程中的隔震(振)分两种情况:(书本内容)(1)阻止振动的输出。
(主动隔震)(2)阻止振动的输入。
(被动隔震)第一种隔振情况实际上是力的隔离,即使动力机器产生的不平衡力或地铁车辆产生的冲击力降低,不传入或减少传入到地基中。
第二种隔振情况实际上是基底振动的隔离。
隔震的原理:隔震的基本思想就是在建筑与基础之间设置一个柔软的隔震层,利用水平刚度相对很小的隔震装置减少地震对上部结构的作用。
在建筑的上部与下部结构之间设置隔震支座,当发生地震时,隔震支座上下结构发生相对水平位移使隔震支座发生弹性变形耗散能量、使结构的基本周期由常规的0.3s~1.2s延长至隔震结构的2.0s~4.0s、使上部结构的震动近似为缓慢的“整体平动”和使结构处于弹性状态,从而地震作用大大减少。
建筑隔震的分类:1,按技术类型划分:1)叠层橡胶支座隔震技术2)摩擦滑移隔震技术3)滚动隔震技术4)碟形弹簧竖向隔震技术5)复合隔震技术2,按隔震层位移划分:1)基础隔震2)层间隔震3)大跨空间屋架或网架支座隔震4)房屋内部局部隔震消能减震的原理:结构消能减震技术是在结构某些部位(如支撑、剪力墙、连接缝或连接构件)设置耗能(阻尼)装置(或元件)。
在主体进入非弹性状态前装置(或元件)率先进入耗能工作状态,通过该装置产生摩擦、弯曲(或剪切、扭转)弹塑性(或粘弹性)滞回变形来耗散能量或吸收地震输入结构的能量,以减少主体结构的地震反应。
耗能元件分为:1)数度相关型耗能元件,如线性粘滞或粘弹性阻尼器。
2)位移相关型耗能元件,如金属屈服型或摩擦型阻尼器。
3)调谐吸震型耗能元件,如TMD,TLD。
振动控制原理:在工程结构的特定部位装设某种装置(例如隔震垫等)或某种机构(例如消能支撑、消能剪力墙、消能节点、消能器等)或某种子结构(例如调频质量等)或施加外力(外部能量输入)或调整结构的动力特性,使工程结构在地震(或风)的作用下,其结构的动力响应(加速度、速度、位移)得到合理的控制,确保结构本身及结构中的人员仪器设备的安全和处于正常的使用环境状况。
建筑结构的隔震与消能减震的分析研究[工程类文档]
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建筑构造的隔震与消能减震的剖析研究[工程类精选文档]本文内容极具参照价值,如假定实用,请打赏支持,感谢!地震是一种自然现象,全世界每年大概发生500万次地震,大部分地震都需敏捷的仪器才能丈量到,而人能直接感知的也就大概占1%左右。
我国是多地震国家,地震区散布广阔,历次大地震给人民生命财产带来了巨大损失。
建筑物除了蒙受竖向荷载外,还要担当风和水平川震荷载的作用,建筑物越高,这个水平荷载效应就越显然。
我国41%的领土、50%以上的城市位于地震烈度7度以上的地域,面对的地震灾祸局势特别严重。
地震是人类面对的最严重的突发性的自然灾祸之一,对人类社会造成很大的危害:1976年唐山发生的级激烈地震,倾刻间,百余万人口工业城市被夷为平川,造成万人死亡,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,占全世界地震死亡人数的53%.跟着经济的高速展开,城市化令人口和财产高度密集,激烈地震造成的伤亡和损失将愈来愈大,地震后的修复和城市的中兴就越有难度,对国家经济展开和社会稳固的冲击也将更加激烈。
近些年来,四川的汶川地震、青海的玉树地震以及近来的日当地震都造成了巨大损失,这都是众所周知的。
所以在建筑构造设计中能否充足考虑抗震问题、能否合理的运用了有关的抗震举措是事关人民生命财产安全的重要问题。
建筑构造中的抗震设计尤其重要。
隔震和消能减震是建筑构造减少地震灾祸的有效技术。
适应我国经济展开的需要,有条件的利用隔震和消能减震来减少建筑构造的地震灾祸,是完整可能的。
我国的抗震布防目标是小震不坏,中震可修,大震不倒。
这就要求构造构件拥有足够的承载力和塑性变形能力。
而传统的构造抗震是依赖构造自己的抵挡能力,让建筑物根基固结于地面,但地震反应的特色是由底向上渐渐放大,为了保证建筑物的安全,提升构造的承载力,一定加大构件的截面,这样既造成了许多的资料耗费,也使建筑物自重增大得失相当。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
隔震和消能减震结构设计的特点及适用范围对比研究

隔震和消能减震结构设计的特点及适用范围对比研究摘要:土木工程结构在地震、强风等外部动力荷载作用下会产生振动,过度振动不仅会影响结构的正常使用,而且会对结构造成破坏。
这对人们是非常不利的。
特别是在我国经历了几次大的地震后,我国对建筑物的抗震要求明显提升,但是传统的抗震方法已经不能满足建筑的需求,因此更高效、有用的抗震设计方法势必会是未来发展的方向。
本文就隔震和消能减震这种新型的结构抗震设计方法的特点和适用范围进行了对比研究。
关键词:隔震;消能减震;特点;适用范围1结构隔震的概念在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震装置(或系统),形成隔震层,将建筑物结构与基础隔震,并使用隔震装置或消耗地震能量,以避免或减少地震能量向上部结构的传递,为了延长整个结构体系的自振周期,适当增加结构的阻尼,可以大大降低结构的加速度响应。
结构基本上处于弹性状态,在地震作用下,建筑物的地震反应减弱,只发生轻微的移动和变形,使建筑物在地震作用下不发生破坏或倒塌。
这种抗震方法称为隔震设计。
2结构消能减震的概念结构耗能是指结构的某些部分(如支座、剪力墙、节点、接头或连接器、楼板、相邻建筑物等),在主要辅助结构之间设置耗能(阻尼)装置(或构件),通过耗能(阻尼)装置产生摩擦、弯曲(或剪切),产生弹性塑性滞回变形耗散或吸收地震输入结构中的能量,以减少地震反应。
主要是为了避免结构的破坏或倒塌,从而达到减震控制的目的。
3隔震和消能减震设计的特点对比隔震结构设计的主要特点是:提高了结构在地震过程中的安全性;上部结构的设计更加灵活,抗震措施简单明了;防止了非结构构件的破坏;抑制了振动中的不适感,提高了安全性和宜居性;维护了机械、仪器和器具的功能;保持机械、仪器、电器的功能,在地震发生后不进行维修,具有明显的社会效益和经济效益;合理设计,可以降低工程造价。
消能减震结构设计的特点是:可同时减小结构水平和竖向地震作用;当结构jubei足够的附加阻尼时,可以满足结构在罕遇地震作用下的预期位移控制。
建筑结构的隔震与消能减震分析

性和耐久性等。
03
建筑结构的消能减震设计
消能减震技术的原理
消能减震技术的原理是通过在建筑结构中设置消能减震装置,如阻尼器、隔震支座等,以减小地震作 用对建筑结构的影响。这些装置在地震发生时能够吸收、分散地震能量,从而保护建筑结构的安全。
消能减震技术是一种有效的抗震手段,能够显著提高建筑结构的抗震性能,降低地震对建筑结构造成 的破坏。
消能减震设计的方法
消能减震设计需要结合建筑结构的具体情况,制定针对性的 设计方案。设计方案应包括选择适当的消能减震装置、确定 装置的布置位置、设计装置的参数等。
在进行消能减震设计时,需要考虑建筑结构的地震危险性评 估结果,以确保消能减震装置能够有效应对地震风险。同时 ,还需要进行详细的计算分析,以确定消能减震装置的性能 参数。
基于新结构的研究进展
悬挂结构
悬挂结构通过将建筑结构悬挂于基础之上,以减少地震 作用对建筑结构的影响。这种结构具有较好的隔震效果 ,但需要解决悬挂装置的设计和施工问题。
滑动支座
滑动支座是一种将建筑结构与基础之间设置滑动层的新 型隔震装置,地震时能够有效地减小地震作用对建筑结 构的影响。然而,滑动支座需要解决滑动面的设计和施 工问题,以保证其在地震时的隔震效果。
,减少了地震引起的结构损伤。
05
新型隔震与消能减震技术的研究进展
基于新材料的研究进展
要点一
高分子材料
高分子材料具有优良的隔震性能,目前已被广泛应用于隔 震支座、隔震沟等隔震措施中。其中,橡胶隔震支座具有 优良的竖向承载能力和隔震性能,成为应用最广泛的隔震 支座之一。
要点二
复合材料
建筑结构设计隔震和消能减震措施分析

建筑结构设计隔震和消能减震措施分析摘要:随着社会经济的不断发展,城市化进程也在加速推进,我国建筑行业也随之得到了迅猛的发展。
随着大批超高超限建筑的出现以及高烈度地区的建设活动的频繁开展,传统单一的结构抗震设计方法已经不能满足该类建筑的抗震设防要求。
目前,隔震和消能减震在建筑结构设计抵抗地震措施中的所占的比例正呈现出逐年递增的趋势。
我国近几年来地震频发,对人们的生命财产安全带来了巨大的威胁,同时也为我国经济的发展造成了一定的负面影响。
因此针对建筑结构隔震和消能减震设计措施进行研究已经成为现阶段的主要发展方向。
本文将对建筑结构中的减震措施进行分析,并对建筑结构设计中的隔震减震措施进行主要阐述。
关键词:抗震;隔震;效能减震;建筑结构引言地震是一种突发性的自然灾害,它不仅给人带来心理上的阴影而,且对建筑物造成巨大危害。
当地震来袭时,建筑结构是承受灾难的主要载体,如果建筑结构遭到严重破坏,将会给人们的生命财产安全带来重大损失如果建筑结构遭到严重破坏,就会直接导致人们的生命财产的重大损失。
近年来,我国各个地区均有自然灾害的出现,这也让人们对建筑物的抗震性的重要性有了一定的认识,相关部门已经提出了更高的要求。
在对建筑震害分析的基础上,建立并推广有效的抗震技术体系,成为当前抗御地震灾害最重要和紧迫的任务之一。
1.我国减隔震技术发展分析我国对隔震技术的研究最早开始于上世纪六十年代,在1996年左右,我国研究者提出了以砂砾层为摩擦材料的滑移隔震思想,到了上世纪八十年代,我国对隔震技术的研究开始转入橡胶支座隔震领域,针对叠层橡胶支座滞回性能、测试和检测技术、振动台实验验证、分析和设计方法以及标准编制等方面进行了大量的科学研究,并在上世纪末取得了巨大成果,橡胶支座隔震技术已经基本形成系统。
与此同时,我国国产橡胶垫的大量生产同样也在一定程度上推动了的橡胶支座隔震技术的研究推广。
进入新世纪以后,我国相继出台了隔震技术规范、规程以及标准图集,我国隔震技术应用也变得更加成熟。
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者 的优 缺 点 进 行 了 比较 和 分 析 。 相 对 于 常 规 抗 震 , 震 和 消 能 减 震 技 术 使 用 范 围 降 低 , 是 可 以减 少 结 构 损 伤 , 且 能 够 提 隔 但 并 高 结 构 安 全 性 和 减 震 效果 , 降低 工 程 的全 寿命 周 期 成 本 。为 了达 到 建 筑 结 构 ( 其 是 中 小 学 建 筑 和 救 灾 关 键 建 筑 ) 大 震 性 尤 的 能 目标 , 震 、 能减 震 设 计 同 常 规 抗 震 设 计 相 结 合 的 方 法 将 是 一 个 更 加 合 理 的抗 震 设 计 方 法 , 可 以 使 设 计 出 的 建 筑 物 同 隔 消 它 时 满 足 安 全 、 用 和 经 济 的要 求 , 得 在 我 国地 震 多 发 地 区 推 广 应 用 。 适 值
[ 章 编 号 】 10 —4 2 2 1 )20 5 -7 文 0 28 1 (0 10 -000
隔 震 和 消 鹾 濂 震 与 常 规 抗 震 昀 对 比 分 析
侯 立群 , 事 尔, 董 高玉 云 , 刘 扬 , 龙 ( 肖 西南石油大学 建筑工程学院, 成都 60 0 四川 1 0) 5
[ 键 词 ] 抗 震 ; 震 ; 能 减震 ; 筑 结 构 关 隔 消 建
[ 图分 类 号 ] T 32 1 中 U 5 .
[ 献标识码 】 A 文
C o pa a i e m r tv A n l ss f V i a i n s l to En r y a y i o br to I o a i n e g Dispa i n n C o v n i na A nt- s i to a d n e to l i
d ces p l a l so e b t i po e te sft o s u trs a d so k a s rt n e e t a d ls n te poetl e cce c s era ea pi be cp , u m r h a y f t c e n h c b op o f c , n es h rj i y l o t c v e r u i f e c f ( C ) n od r oa he el g at u k ef ma c be t eo uli t c r ( a iua yee n r n d l sh os L C .I re c iv ree r q a ep r r n eo jc v f i n s u t e p r c l l l t a h o i b d g r u t r me t y a d mi e c o l a d
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( ho o il n i ei n r ic r,otws P t l m U i r t,hn d 15 0 C ia S olfCv gn r ga dAc t t eS uh et eoe nv sy C eg u6 0 0 , hn ) iE e n h eu r u ei
第3 3卷 第 2期
2 1 年 4月 01
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Vo . 3, . 1 3 No 2 Apr 2 . 011
Ea t q a e Re it n g n e i g a d Rer ft n rh u k ssa tEn i e rn n to i i g t
Abs r c : n t s a e t a t I hi p p r, t e h prncp e n c a a trsi o he tu t a o ve i a a t- es i vbrto ioa in n e e g i i l a d h r ce itc f t sr curl c n nt on l nis im c, i a in s lto a d n r y dispai r ify i r d e si t on a e bre nto uc d,a he a v n a e nd d s d a a e ft h e t d r m e urt l nd t d a tg sa ia v ntg so he tr e meho sfo s c i y,da mpi fe t p lc bl nge c ,a p ia e s o n c n my ae a lz d Co p r d wih t e o e to a es i vbr t n io ain a n r y isp to e hn lg y c pe a d e o o r nay e . m a e t h c nv ni n ls im c, i ai s l t nd e e g ds i ai n tc oo o o y ma