第8章 建筑结构减震、隔震设计
关于建筑结构设计中的隔震减震措施

2023(8)总第1489期技术探讨与推广关于建筑结构设计中的隔震减震措施刘庆蚌埠市建筑设计研究院集团有限公司摘要:近些年来,我国基础建设以及建筑结构设计行业的发展迅猛,尤其在隔震和减震方面更应予以重视,因为建筑结构设计的重要性不可忽视。
在建筑工作中,合理且科学的抗震措施能够不断提高建筑结构设计质量,发挥重要作用。
只有满足实际建设需求的建筑结构设计,才能进一步提高建筑的安全性和稳定性,保障人们的生命和财产安全。
本文从隔震减震方面入手,对建筑结构设计进行分析,并提出几点有关建议。
关键词:房屋建筑;建筑结构;隔震减震措施引言建筑结构安全性的影响因素千差万别,建筑物的总体设计由多个结构组成。
如果出现某个结构的安全问题,将对建筑整体的安全性和品质构成威胁。
为确保日常生活与工作环境安全无虞,并保障建筑物使用者的人身安全,有必要提高建筑结构设计的标准,高度重视建筑结构安全,以确保施工团队能顺利按照设计图纸进行施工。
一、建筑结构设计中的隔震减震的重要性要充分发挥建筑本身的功能,就要保证其质量,特别是在自然灾害面前,更要充分发挥其防御功能。
在建筑物中,抗震的重点是保证使用者的生命财产安全,相关资料调查表明,地震伤亡主要与建筑物的倒塌和破坏有密切关联,所以建筑物结构的抗震设计非常关键。
同时,我国目前的地震具备一定的随机性,无法确定地震的烈度和时间,因此需要保证地震发生时建筑物保持弹性状态。
当受到强烈震动时,即使建筑物会震动但不会倒塌,减少用户损失。
对于设计师来说,在设计建筑物时,应当充分考虑抗震性能,对其进行改进和优化,以保证使用者的安全。
二、抗震设计基本原则一是简化性。
简化建筑物的结构对进一步提升建筑物的抗震性能有很大帮助。
因此,在将抗震设计列为建筑结构设计时,应尽量简化建筑结构,避免过于复杂的设计。
从设计技术和性能改进的角度,应当预留足够的活动空间来进一步提升建筑的抗震性能。
二是抵抗性。
建筑物的抗震性能是保证抗震性能的关键。
第8章建筑结构减震隔震设计

第8章建筑结构减震隔震设计建筑结构减震、隔震设计(Seismic and Isolation Design of Buildings)建筑结构减震、隔震设计是在地震作用下保护建筑结构和人员安全的重要手段。
本章主要介绍减震、隔震设计的概念、原理、方法和常见的减震、隔震设备。
8.1减震、隔震设计的概念减震、隔震设计是指通过合理的结构设计和设备选用,减小地震作用对建筑结构产生的影响,保护结构和人员安全的设计方法。
减震、隔震是分别从结构的刚性和连接方式两个方面来实现的。
减震设计是通过设置减震装置,吸收和消散地震能量,减小结构受到的震动。
常见的减震装置包括摩擦摆、隔震橡胶、混凝土锚杆等。
隔震设计是通过设置隔震装置,将建筑结构与地基分离,减小地震作用对结构的传递。
常见的隔震装置包括橡胶支座、钢球座、摩擦摆等。
减震、隔震设计主要应用于地震频繁的地区,如我国的地震带。
减震、隔震设计可以有效降低房屋倒塌和损坏的风险,提高结构和人员的安全性。
8.2减震设计的原理和方法减震设计的原理是通过设置能够吸收和消散地震能量的装置,减小结构受到的震动。
根据减震装置的不同,减震设计可以分为以下几种方法:(1)摩擦摆减震法:通过设置带有摩擦阻力的滑动接头,来减小地震引起的结构位移和加速度。
摩擦摆减震法适用于小型建筑和轻型结构。
(2)隔震橡胶减震法:通过设置隔震橡胶支座,将建筑结构与地基分离,减小地震作用对结构的传递。
隔震橡胶减震法适用于大型建筑和重型结构。
(3)混凝土锚杆减震法:通过在结构内部设置混凝土锚杆,将结构刚性传递到地基,减小地震作用对结构的影响。
混凝土锚杆减震法适用于中小型建筑和中等刚性结构。
8.3隔震设计的原理和方法隔震设计的原理是通过设置能够分离建筑结构和地基的隔震装置,减小地震作用对结构的传递。
隔震设计可以分为以下几种方法:(1)橡胶支座隔震法:通过设置橡胶支座,将建筑结构与地基分离,减小地震作用对结构的传递。
橡胶支座隔震法适用于大型建筑和重型结构。
2024年建筑结构隔震与减震设计研究

2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高,建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置,以隔离地震波对建筑结构的直接作用,从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能,能够在地震时吸收和分散地震能量,降低结构的振动幅度,保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置,以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动,减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽,利用沟槽的变形来吸收地震能量,从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时,需要考虑以下几个要点:首先,要合理选择隔震与减震装置的类型和参数,确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用;其次,要优化结构的动力特性,使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比,从而减少地震响应;最后,要加强结构的整体性和连续性,确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析,可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应,从而优化结构设计,提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估,可以确定结构的安全性能水平。
建筑减震与隔震设计

建筑减震与隔震设计地震是自然界最令人恐惧的自然灾害之一。
破坏力巨大的地震常常导致建筑结构的倒塌,给人们的生命财产造成巨大损失。
因此,建筑减震与隔震设计变得尤为重要,它们可以有效地减少地震对建筑物的破坏。
建筑减震设计主要是通过结构改良,降低建筑在地震中的震动响应。
这种设计方法可以从多个方面入手。
首先,在建筑设计阶段,就应该合理布置建筑的结构构造,并使用适当的材料。
一些高耗能材料如钢、混凝土等具有较好的抗震性能,所以在设计中要选择这些材料。
此外,合理设置剪力墙、悬挑结构、隔震层等都能够增加建筑的抗震能力。
其次,建筑减震设计还可以利用减震器的原理。
减震器是一种通过改变建筑结构刚度和阻尼来减少地震能量输入的装置。
常见的减震器有液体减震器和摆锤减震器等。
液体减震器利用在液体中传播的阻尼力来减小结构振动,而摆锤减震器则是通过改变建筑的重心位置来实现减震。
这些减震器可以通过数学模型计算出最佳设计参数,从而达到更好的减震效果。
隔震设计与减震设计相似,都是通过改变建筑结构的属性来减少地震对建筑物的破坏。
而隔震设计更加注重的是通过与地基的隔离来减少地震波传输到建筑结构中的能量。
隔震设计的主要工作是设计和应用隔震层或者隔震装置。
隔震层可以分为刚性隔震层和弹性隔震层。
刚性隔震层是通过刚性材料来限制地震能量的传播,而弹性隔震层则是通过使用弹性材料来吸收地震波的能量。
隔震装置一般使用隔震基础,将建筑与地基分离,从而达到隔震效果。
隔震设计的目标是减少地震活动对建筑物的影响,保护人们的生命安全。
在工程中,通常通过分析地震特性和建筑结构特性来选择适当的隔震层或装置。
而为了达到更好的效果,还可以采用多层隔震设计。
多层隔震设计即在建筑物的不同层面使用不同类型的隔震层或装置,从而在吸收地震能量、减小破坏力方面具有更好的效果。
总而言之,建筑减震与隔震设计是保护建筑物和人们生命安全的关键措施。
它们可以通过不同的设计方法和结构改良,降低建筑在地震中的响应和破坏。
建筑结构隔震与减震设计问题及对策分析

建筑结构隔震与减震设计问题及对策分析地震是极为严重的一种地质灾害,具有极强的破坏力,会严重威胁人民的生命和财产安全。
近些年来随着经济水平的不断提高发展,建筑物的规模不断增大就导致建筑物在设计过程中越来越重视防震效果。
地震来临时,大地的震动会沿着楼层高度自上而下递增,会对建筑物的主体结构造成损害,进而对人民的生命财产安全造成损害,建筑物的减震和抗震设计对建筑物的主体结构具有重要意义。
本文就针对建筑物结构抗震和减震中的一些问题和解决对策进行一定的分析。
标签:建筑结构;隔震与减震设计问题;对策引言:随着目前建筑物高度的不断增加,对于高层建筑物的抗震技术的研究越来越重要。
在高层建筑物的设计过程中充分考虑所设计建筑本身的隔震与减震功能。
采取有效措施抵抗低强度地震也是目前建筑物设计过程中的重点问题,这对建筑物的安全性和稳定性具有重要影响。
目前建筑物的设计过程中仍然存在着很多问题,所以建筑物设计师在设计过程中要对现存问题进行解决,并且提出有效地解决对策。
基于此,笔者提出了以下见解。
1、建筑结构隔震与减震设计问题(1)目前所使用的隔震与减震设计稳定性差根据对我国建筑物目前所使用的抗震设计进行调查显示,我国国内目前所主要使用的为传统土木、混凝土机构的抗震设计。
这样抗震设计的原理就是利用建筑物结构之间的各个构件的承载力和变形能力抵御地震,吸收地震的能量。
这样的抗震结构在短期来看是没有问题的,但是这种抗震结构无法长期运行。
地震所带来的过大的加速度和空间范围的不断变形就容易使建筑物内部发生破坏,混凝土出现裂缝,使得建筑物原有减震抗震的效果受到影响,并且后期维修费用也很巨大。
并且对于这种建筑设计中的隔震效果也甚微,地震对建筑物带来的巨大冲击力使得建筑物上层建筑受到的水平力小于一般建筑,所以隔震层上部的建筑结构不会受到很大影响。
传统的隔震与减震设计的稳定性和安全性较差,难以适应现今发展的需要。
(2)建筑物后期维护工作不足任何事物在建造结束后都需要进行定期的维护工作才能保证各项功能的正常平稳运行。
第8章 建筑结构减震、隔震设计讲解

8.3 消能减震设计原理及方法
8.3.1 消能减震原理 结构消能减震技术的实质是在结构的某些部位设置消 能装置(或构件),通过消能装置(或构件)来大量消散 或吸收地震输入结构中的能量,有效减小主体结构的地震 反应。装有消能装置的结构称为消能减震结构。
传统抗震结构 消能减震结构
Ein ER ED ES
③质量调谐减震技术;
②消能减震技术; ④主动控制技术;
⑤混合控制技术
隔震技术
消能减震技术
工程结构减震控制
被动调谐减震技术
主动控制技术
①调谐质量阻尼器” TMD
(Tuned Mass Damper)
混合控制技术
②调谐液体阻尼器”TLD
(Tuned Liquid Damper)
作动器拖动附加质量阻 尼器AMD (Active Mass Damper)
P
粘弹性阻尼器
钢板2 钢板1
Δ
滞回曲线
1
2 3
4
5
6
7
F
F
1 油缸 2 活塞 3 阻尼孔 4 导杆 5 液压油 6 油缸盖 7 副缸
P
粘滞阻尼器
Δ
滞回曲线
2.消能部件 消能部件是由消能装置及结构中的支撑、墙体、梁或 节点等构件组成的消能减震系统。在设计中可采用如下方 式构成消能部件。
(a)
(b)
直径D
翼缘
橡胶板
铅芯 钢板
增大阻尼
2.滑移隔震 这种隔震方法是在房屋基础顶面设置滑移层。风载或 小地震时,静摩擦力使结构固结于基础之上,大震时,静 摩擦力被克服,结构水平滑动,地震作用减小,滑移层间 摩擦阻尼同时消耗地震能量。为控制滑移层间的摩擦力以 满足隔震要求,通常采用的滑移层材料为钢摩擦滑板、石 墨、砂料、涂层垫层及聚四氟乙烯等
隔震结构与减震结构与传统结构抗震设计(完全版)ppt课件

,隔震层的总刚度为53504KN/m。每个GZY400隔震支座受到水平剪力为218.22KN。
10
最大加速度
m10/ .s62.8 隔震结构时程分析验算
1.分析模型
上 部 结 构
隔 震 层
地震波 ART EL CENTRO ART HACHINOHE
ART KOBE
力。根据抗震规范相应要求,丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa,由此 确定每个支座的直径(隔震装置平面布置图如图10.10所示,即各柱底部分别安置橡胶 支座)。
图10.10 隔震支座布置图
5
1.确定轴向力 竖向地震作用
Fevk vG
柱底轴力设计值
N 1.2 (恒载 0.5 活载)1.3 竖向地震作用 53608 .25kN
图10.11 隔震结构时程分析模型 2.输入地震波
本工程8度(0.15g)设防,时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为:
多遇地震1.10 m / s2
罕遇地震5.10m / s2
输入地震波如表10.7: 表10.7时程分析地震波参数
相位特性
时间间隔 (s)
EL CENTRO 1940 NS HACHINOHE 1969 EW JMA KOBE 1995 NS
Kh K j 2.092 44 92.048kN/ mm
由式(10.3)
eg
K j j 44 2.092 0.292 0.292
Kh
92.048
6
。
由式(10.1)
T1 2
G Khg
1.27S
5Tg
5 0.4 2.0s
。
2
1
0.05 eg 0.06 1.7eg
建筑结构减震与隔震设计导则

建筑结构减震与隔震设计导则在城市的钢筋水泥中,我们都希望自己的家是一个安稳的港湾。
可你知道,天有不测风云,地震来了怎么办?别着急,这里有一套方法,专门用来减轻地震带来的麻烦,那就是建筑结构的减震与隔震设计。
这不单单是个技术活儿,还是一项保障我们安全的超级措施。
要是你也觉得“建筑结构”听起来有点深奥,不用担心,我来帮你解开这个谜。
你有没有想过,咱们日常走路都能感受到地面的小震动,那种走在不平路面上的“扑通扑通”的感觉,甚至会有些晃悠悠的。
你可以试想,如果地震真的来临,楼房的摇晃会有多厉害。
地震一旦发生,建筑物就像被一只大手握住,然后猛地摇晃,不知道能不能稳住。
你说,听着就不觉得有点可怕?这就是建筑结构减震和隔震设计的重点,它能帮助建筑物减少或隔断震动,减少摇晃对人们的影响,让你在地震中依旧能够安稳坐着,不被摇得乱七八糟。
减震与隔震设计的基本思路其实很简单。
就像你骑自行车,如果车轮没有减震装置,你在颠簸的路面上肯定会觉得屁股疼。
为了让人坐得更舒适,厂家加装了减震器,减轻了路面带来的冲击。
建筑物的减震与隔震也有类似的原理。
比如,建筑结构设计师可以通过一些特定的材料和技术手段,把地震的震动吸收、分散,甚至隔断。
这样一来,震动传递到建筑物的效果就大大减弱,人们在震中依旧能够感到相对平稳。
说到这里,有没有觉得这些技术挺神奇的?它们还挺有趣的。
比如,有一种叫“隔震”的技术,听起来是不是很高大上?其实就是通过在建筑物和地面之间安装一些柔性材料,像是橡胶垫、弹簧之类的东西。
这些材料就像你踩在沙滩上一样,可以让震动不那么容易传递到楼上。
你可能会觉得,这么软的东西能行吗?可它们的作用就像是给建筑物装上了一副“软垫”,大大减少了地震的影响。
还有一种叫做“减震”的技术,和隔震有点不一样。
减震的工作是把震动产生的能量吸收掉,减少震动的幅度。
这就好比你用手指轻轻按住一个跳动的弹簧,跳动的幅度会变小,不会一下子跳得太高。
减震技术其实也有不少的套路,比如液体减震器、摩擦减震器等等。
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消能交叉支撑 摩擦消能支撑
消能偏心支撑
消能隅撑
3.消能墙减震
消能墙实质上是将阻尼器或消能材料用于墙体所形成的消能 构件或消能子结构。
(1) 周边消能墙。 (2) 摩擦消能墙。
图.30 周边消能墙
8.3.3消能减震结构设计要点
消能减震结构设计采用两阶段设计方法:(1)多遇地展作用 下的弹性阶段验算,进行承载力计算和弹性变形验算;(2)罕 遇地展作用下的变形验算,鉴于此阶段消能器可大量耗散地 震能量,降低结构的地震反应。其他参见教材。
U型软钢板
滚珠或滚轴
8.2.3 基础隔震结构设计
《建筑抗震设计规范》对隔震设计提出了分部设计法和水平减震系 数的概念。分部设计方法是把整个基础隔震结构体系分成上部结构 (隔震层以上结构)、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分,分别 进行设计。
水平减震系数
( i ) max / 0.7
i Qgi / Qi
上部结构底板及基础上圈梁
圆锥棒限 位阻尼器
滑移隔 震装置
基础下 圈梁
3.滚珠及滚轴隔震 用高强合金制成的滚珠或滚轴涂以防锈或润滑涂层后置于上部 结构与基础之间,地震作用下,滚珠或滚轴滚动而达到隔震目的。 滚珠隔震可以将滚珠做成圆形置于平板或凹板上,也可将滚珠做成 椭圆形以形成恢复力;而滚轴隔震通常做成上、下两层彼此垂直的 滚轴,以保证能在两个方向上滑动。滚珠或滚轴能把地面运动几乎 全部隔开,具有明显的隔震效果
第8章
结构隔震及减震设计
本章教学目标与要求
⒈了解结构减震控制技术的基本概念
⒉了解基础隔震设计原理和方法
⒊了解消能减震设计原理和方法
导入案例
北京故宫博物院是明成祖永乐帝从 1406年起历时14 年建造的一座皇城,城内数百个大小不同的建筑物排列成 一个巨大的建筑群。这座现存的中世纪木结构建筑群虽然 在地震区内,但受到的地震灾害却很少。为什么呢?在 1975年开始的故宫设备配管工程中,从中枢部位地下 56m处挖掘出略带粘性的物质,检查结果是一层煮过的糯 米拌石灰。
8.2.3 基础隔震结构设计
1.动力分析模型 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
mn mn-1 m2 m1 kh
P
粘弹性阻尼器
钢板2 钢板1
Δ
滞回曲线
1
2 3
4
5
6
7
F
F
1 油缸 2 活塞 3 阻尼孔 4 导杆 5 液压油 6 油缸盖 7 副缸
P
粘滞阻尼器
Δ
滞回曲线
2.消能部件 消能部件是由消能装置及结构中的支撑、墙体、梁或 节点等构件组成的消能减震系统。在设计中可采用如下方 式构成消能部件。
(a)
(b)
表12.2.7 隔震层以上结构抗震措施要求与水平向减震系数的对应关系 水平向减震系数 ≥0.45 <0.45 设防烈度 (设计基本加速度) 9 (0.40g) 9(0.40g) 8(0.20g) 8 (0.30g) 8(0.30g) 7(0.15g) 8 (0.20g) 8(0.20g) 7(0.10g) 7 (0.15g) 7(0.15g) 7(0.10g) 7 (0.10g) 7(0.10g) 6(0.05g)
Ein ER ED ES E A
消能构件或 消能装置消 耗能量 结构破坏 耗能
8.3.2 消能减震方法
1.阻尼器消能减震 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。
P
P
摩擦阻尼器
Δ
Δ
P
金属屈服型阻尼器
Δ
粘弹性材料
故宫的主要建筑都建在大理石高台之上,下面有这样 一层柔软的糯米层,就能够在一定程度上把建筑物与地震 隔离开来,使建筑物免遭震害。
8.1概
述
在抗震设计的早期,人们曾试图将建筑结构设 计为“刚性结构体系”,要求其不发生强度破坏。 但该种结构体系不经济,且较难实现;人们还设想 了“柔性结构体系”,即通过减小结构的刚性来避 免结构与地面运动发生共振,从而减小地震作用。 但该种结构体系层间位移较大,在很多情况下不能 满足设计和使用要求。 震害表明,将建筑结构设计为“延性结构体系” 是适宜的,对抗震是有利的。
8.3 消能减震设计原理及方法
8.3.1 消能减震原理 结构消能减震技术的实质是在结构的某些部位设置消 能装置(或构件),通过消能装置(或构件)来大量消散 或吸收地震输入结构中的能量,有效减小主体结构的地震 反应。装有消能装置的结构称为消能减震结构。
传统抗震结构 消能减震结构
Ein ER ED ES
Cx K h x M g M x x
zeq
图8.16 隔震结构 计算简图
eq
K i i
i 1
n
Kh
K h Ki
i 1
n
8.2.3 基础隔震结构设计
2.隔震层上部结构的抗震计算 隔震层上部结构的抗震计算可采用底部剪力法或时程分析法。 采用时程分析法计算时,计算简图可采用图8.16所示的剪切型结构 模型。 采用底部剪力法时,隔震层以上结构的水平地震作用,沿高度 可采用矩形分布,但应对反应谱曲线的水平地震影响系数最大值进 行折减,即乘以“水平向减震系数”。 3.隔震层的设计与计算 (1)设计要求 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。 (2)橡胶隔震支座平均压应力限值和拉应力 规定橡胶隔震支座在永久荷载和可变荷载作用下组合的竖向平 均压应力设计值,不应超过表8-2的规定,且在罕遇地震作用下 水减震系数 不宜出现拉应力。
直径D
翼缘
橡胶板
铅芯 钢板
增大阻尼
2.滑移隔震 这种隔震方法是在房屋基础顶面设置滑移层。风载或 小地震时,静摩擦力使结构固结于基础之上,大震时,静 摩擦力被克服,结构水平滑动,地震作用减小,滑移层间 摩擦阻尼同时消耗地震能量。为控制滑移层间的摩擦力以 满足隔震要求,通常采用的滑移层材料为钢摩擦滑板、石 墨、砂料、涂层垫层及聚四氟乙烯等
8.2.3 基础隔震结构设计
(3) 隔震支座在罕遇地震作用下的水平位移验算。 罕遇地震下的隔震层刚度中心水平位移宜采用时程分析法计算, 对砌体结构及与其基本周期相当的结构,可按简化式计算。
4.基础及隔震层以下结构的设计 基础设计时不考虑隔震产生的减震效应,按原设防烈度进行抗 震设计。当隔震层以下有墙、柱等结构时,其地震作用和抗震验算, 应釆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。 5.竖向地震作用的计算 由于目前的橡胶隔震支座对竖向地震几乎没有减震效果,因此, 须在隔震建筑设计时考虑这一因素。主要是在隔震层以上结构和隔 震层设计中考虑这一因素。
A 小阻尼 位 移 反应 B
小阻尼
上部 结构 隔震层
A B 大阻尼 C
下部结构
C
大阻尼
T0
T1
周期(s)
T0
T1
周期(s)
隔震前结构周期
隔震结构周期
结构隔震体系主要适用于下列工程: (1)地震区的民用建筑,例如住宅、办公室、教学楼、 宿舍楼、剧院、旅馆、大商场等。 (2)地震区的生命线工程,例如:医院、急救中心、指挥中 心、水厂、电厂、粮食加工厂、通信中心、交通枢纽、 机场等。 (3)地震区的重要建筑结构物,例如:重要历史性建筑、博 物馆、重要纪念性建筑物、文物或档案馆、重要图书资 料馆、法院、监狱、危险品仓库、有核辐射装置等。 (4)内部有重要仪器设备的建筑结构物,例如,计算机中 心、精密仪器中心、实验中心、检测中心等。 (5)桥梁、架空输水渠、雷达站、天文台等重要结构物。
③质量调谐减震技术;
②消能减震技术; ④主动控制技术;
⑤混合控制技术
隔震技术
消能减震技术
工程结构减震控制
被动调谐减震技术
主动控制技术
①调谐质量阻尼器” TMD
(Tuned Mass Damper)
混合控制技术
②调谐液体阻尼器”TLD
(Tuned Liquid Damper)
作动器拖动附加质量阻 尼器AMD (Active Mass Damper)
8.2.2常用隔震方法
1.橡胶垫隔震 夹层橡胶垫是最常见的隔震装置,基本构造如图8.12所示,由 薄橡胶片与钢板分层交替叠合,经高温硫化粘结而成。薄钢板可限 制橡胶片的横向变形,但对橡胶片的剪切变形影响很小,因此,支 座的竖向刚度很大,而水平刚度却很小。
立面图 断面图
中间钢板 保护橡胶 橡胶层
ds
刚性结构
柔性结构
延性结构
工程结构减震控制是指在工程结构的特定部位, 装设某种装置(如隔震垫等),或某种机构(如消 能支撑;消能剪力墙;消能节点;消能器等),或 某种子结构(如调频质量等),或施加外力(外部 能量输入),以改变或调整结构的动力特性或动力 作用。 工程结构减震控制按技术方法分类:
①隔震技术;
隔震结构体系 TMD被动控制体系 AMD主动控制体系
消能减震体系
8.2 基础隔震设计原理及方法
8.2.1 基础隔震原理
结构隔震是工程结构减震控制技术之一。基础隔震设计的基本 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的传递
加 速 度 反 应
8.4背景知识 工程结构减震控制包括隔震、消能减震和各种被动控制、主动 控制、混合控制等内容。传统的抗震结构体系是通过“加强结构” 的途径来提高结构的抗震能力,但结构减震控制体系则是通过调整 结构动力特性的途径,大大减小了结构在地震(或强风)中的振动 反应,从而保护结构以及结构内部的设备、仪器、网络和装饰物等 不受任何损害。这是一种采用新概念、新机理的新结构体系、新理 论和新技术方法。在很多情况下,它更加安全和经济,它为工程结 构的地震防护、减振抗风提供了一条崭新的途径,日益引起国内外 学术界、工程界的兴趣和重视。目前,这个新领域仍处于不断发展 和完善的阶段,随着技术的成熟和现代化社会的发展,工程结构减 震控制技术将会越来越广泛地被应用,将取得显著的社会效益和经 济效益。