结构设计中的消能减震措施应用
消能减震技术应用综述(一)
消能减震技术应用综述(一)摘要：从目前结构消能减震技术的角度出发，论述了在实际设计中这些方法的原理和构造方式。
关键词：基础隔振结构消能减震调谐质量阻尼器0引言基础隔振与结构隔振是目前消能减震技术应用的最广泛，效果最好的方法。
其中基础隔振是主动减震，而结构减震是被动隔振。
结构消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制。
1基础隔振技术1.1液压质量(HMS)控制系统。
系统使用适用范围是底层柔性建筑，底层柔性建筑虽然能满足底层大空间的要求，但由于在地展中，柔性底层往往变形过大而导致结构破坏，其抗震性能较差，因此，提出采用结构控制的方法来改善此类建筑的抗震性能。
HMS系统主要由液压缸、活塞和管路等组成，其安装在单层框架上，见图1。
由图1可知，当框架受地面运动而产生振动时，由活塞推动液体，使管路中的液体和质量块随之振动，由于框架的一部分振动能里传递给了液体和质块，从而减小了框架结构的振动。
HMS系统中液体的压缩性必须考虑，并建立了考虑液体压缩性的HMS系统的“弹性”计算分析模型，由“弹性”模型可得到结构和HMS系统组成的控制抗震建筑新体系。
1.2叠层橡胶支座基础隔震。
叠层橡胶支座基础隔震建筑地震反应分析的常用力学模型有层间剪切模型、层间剪弯模型、层间扭转模型及空间杆系模型等，其中应用最多的是层间剪切模型。
当利用层间剪切模型分析基础隔震建筑的动力响应时，首先需要将柔性隔震层的复杂滞回特性简化为可用于数值分析的恢复力模型。
2结构的消能减震技术1]2.1摩擦阻尼器。
摩擦耗能器是一种耗能性能良好、构造简单、造价低、制作方便的减振装置。
普通摩擦耗能器其构造如图2所示，通过开有狭长槽孔的中间钢板相对于上下两块铜垫板的摩擦运动而耗能，调整螺栓的紧固力可改变滑动摩擦力的大小。
试验结果表明:滑动摩擦力与螺栓的紧固力成正比；其最大静摩擦力和滑动摩擦力相差较小，但滑动摩擦力的衰减较大，达到30%，其原因是由螺栓松动引起的；滞回曲线表现出良好的刚塑性性能。
建筑结构消能减震设计与案例-潘鹏
M
M
10
内容概述
¾ 消能减震结构的力学原理 ¾ 消能器的构造与力学模型 ¾ 消能器的技术要求和实验（略） ¾ 消能减震结构分析与设计（重点介绍） ¾ 黏弹性消能器设计案例 ¾ 软钢剪切消能器设计案例
内容概述
¾ 消能减震结构的力学原理 ¾ 消能器的构造与力学模型 ¾ 消能器的技术要求和实验（略） ¾ 消能减震结构分析与设计（重点介绍） ¾ 黏弹性消能器设计案例 ¾ 软钢剪切消能器设计案例
损耗因子，越大其耗能能力越好
36
软钢剪切消能器
软钢剪切消能器
800 600 400 Force/kN 200 0
-200 -400 -600 -800 -80 -60 -40 -20 0 20 Disp/mm 40 60 80
37
38
履带式消能器
屈曲约束支撑
150 100 Force/kN
录像
50 0 -50 -100 -150 -400-300-200-100 0 100 200 300 400 Disp/mm
49 5
50 5
消能器的选择
¾ 阻尼器的选择首先应该考虑设置阻尼器的目的和制约 条件。
¾ 增加结构的抗侧刚度？ ¾ 减小地震力？ ¾ 增加舒适度？ ¾ 建筑条件？ ¾ 结构基础？ ¾ 结构类型？ ¾ 节点形式？
消能器的选择
¾ 阻尼器的选择尚应该考虑阻尼器在不同水准地震作用 下的工作状态。 ¾ 小震：正常使用的层间变形要求（1/550~1/800）
ξ = 0 . 05
各类阻尼器的减震原理
位移型阻尼器 按主体结构弹性考虑
Sa
ξ = 0 . 15
+ cx + F(x) + Fs (x , x) = −m 0 m x x
结构消能减震技术(2020年10月整理).pdf
结构消能减震技术1、结构消能减震的基本概念地震发生时地面震动引起结构物的震动反应，地面地震能量向结构物输入。
结构物接收了大量的地震能量，必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应。
消能减震技术是将结构的某些构件设计成消能构件，或在结构的某些部位装设消能装置。
在风或小震作用时，这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求；当出现大风或大震作用时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，且迅速衰减结构的地震或风振反应（位移、速度、加速度等），保护主体结构及构件在强地震或大风中免遭破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。
消能部件（消能构件或消能装置及其连接件）按照不同“构件型式”分为消能支撑、消能剪力墙、消能支承或悬吊构件、消能节点、消能连接等。
消能部件中的消能器（又称阻尼器）分为速度相关型如黏滞流体阻尼器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼墙、黏弹性阻尼墙；位移相关型如金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等，和其它类型如调频质量阻尼器（TMD）、调频液体阻尼器（TLD）等。
采用消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比，具有大震安全性、经济性和技术合理性。
技术指标：建筑结构消能减震设计方案，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。
采用消能减震技术结构体系的计算分析应依据《建筑抗震设计规范》GB50011 进行，设计安装做法应遵循国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610-2，其产品应符合《建筑消能阻尼器》JG/T209 的规定。
适用范围：消能减震技术主要应用于高层建筑，高耸塔架，大跨度桥梁，柔性管道、管线(生命线工程)，既有建筑的抗震(或抗风)性能的改善等。
结构隔震消能减震设计
结构隔震消能减震设计结构隔震和消能减震设计是地震工程领域中的重要技术，其目的是通过特殊的结构和材料设计，减少地震对建筑物及其内部设备的破坏。
一、结构隔震设计结构隔震是一种将结构物与土壤或地基隔开的设计方法，通过降低结构物受地震力的传递，减少地震对结构物的影响。
结构隔震设计一般包括以下几个方面：1.隔震系统选择：结构隔震系统通常包括隔震支座、隔震层和支撑系统。
常见的隔震支座有橡胶隔震支座、钢球隔震支座等。
不同类型的隔震支座具有不同的性能和适用范围，需要根据实际情况选择。
2.隔震层布置：隔震层一般位于地面以上，可以用于减震和减少地震波对建筑物的传递。
隔震层的布置要考虑结构的刚度、强度、稳定性等因素，以及地震的频率和能量。
3.支撑系统设计：支撑系统是隔震层与结构之间的连接，要具有良好的刚度和耐力，以保证隔震系统正常工作。
4.结构模型分析：隔震设计需要进行结构模型分析，考虑地震力、地震波特性、结构响应等因素，通过计算分析得出隔震设计的参数和指标。
隔震设计的优点在于能大幅度减少地震对结构物的破坏，提高结构物的抗震性能和安全性。
然而，隔震设计也存在一些挑战，如隔震支座的设计和施工比较复杂，造价较高等问题。
消能减震设计是通过在结构中引入特殊的减震装置，通过消耗、分散地震能量，减小地震对建筑物的影响。
消能减震设计一般包括以下几个方面：1.减震器选择：减震器是消能减震设计的核心装置，根据荷载类型和地震响应要求，可以选择液压减震器、摩擦式减震器、摇摆巨型减震器等减震器。
不同类型的减震器各有优劣，需要根据具体工程的特点和要求选择合适的减震器。
2.减震器布置：减震器的布置是消能减震设计中的关键环节，需要考虑结构的刚度、强度、减振效果等因素，合理地布置减震器，以达到最佳减震效果。
3.减震装置与结构连接：减震装置与结构的连接需要具有适当的刚度和耐力，以保证减震器的正常工作。
连接部位的设计和施工要符合相关的规范和标准，确保结构的安全性。
抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用
汇报人： 2024-01-11
目录
• 引言 • 抗震设计的基本原则 • 抗震设计在房屋建筑结构设计
中的应用 • 抗震设计的优化措施 • 抗震设计案例分析 • 结论与展望
01
引言
抗震设计的重要性
提高房屋建筑结构的稳定性
抗震设计能够增强房屋建筑结构的整体性和稳定性，减少地震对 房屋建筑的破坏。
保护人民生命财产安全
通过抗震设计，可以降低地震对房屋建筑的破坏程度，从而减少人 员伤亡和财产损失。
促进经济社会的可持续发展
抗震设计有助于保持房屋建筑的使用功能，减少地震对经济社会的 负面影响，促进可持续发展。
地震对房屋建筑的影响
01
02
03
结构损坏
地震会导致房屋建筑结构 出现裂缝、错位、变形等 现象，影响其使用功能和 安全性。
同时，应合理布置结构的支撑系统，提高整体稳定性，减少地震作用下的变形和破 坏。
大震不倒
大震是指地震烈度在8度以上的地震，此时建筑物 应保证不倒塌或仅局部倒塌。
为实现这一目标，建筑结构应具备足够的延性和 耗能能力，以吸收和分散地震能量。
结构构件应采用高强度材料，并加强连接和锚固 措施，以增强整体稳定性。
设备损坏
地震会导致房屋建筑内的 给排水、供暖、燃气、供 电等设备出现损坏，影响 其正常运转。
生命安全威胁
地震会导致房屋建筑倒塌 、裂缝、变形等，对人们 的生命安全构成威胁。
02
抗震设计的基本原则
小震不坏
小震是指地震烈度在6-7度左右的地震，此时建筑物应保证不损坏或仅轻微损坏，不 影响正常使用。
为实现这一目标，建筑结构应具备足够的刚度和强度，以抵抗地震的振动效应。
消能减震结构体系及设计方法
1. 结构阻尼
的途径结不构同阻：尼在结构不同振动阶段产生
多遇地震下： 的材结料构决处定于。弹性状态，结构阻尼由组成 如：钢钢筋结混构凝2土%结构5%
罕遇地震下：
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型 强梁弱柱型 偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
消能减震结构体系
及设计方法
薛中国彦建涛筑科学研究院
13501034240
名称解释
消能减震,耗能减震,制震
消能减震结构
一二三、、、什消消么能能是器减消有震能哪适减几用震种什结么构样的结构 四五六七、、、、消消消工能能能程减器减介震与震绍的结结试构构验如如研何何究连设接计结构
一、什么是消能减震结构
起引构值阻到起通，尼因地了结过直，此震至构阻至振，发关的尼振动阻生重振消动将尼后要动耗完永在，的反振全远降地作应动停持低震用能止续，结能量下在。。构量去振如，振输动果减。动入过没小反结程有振应构中结动中，结构幅
一端固接 一端铰接
4
工作原理
双杆式
液尼括塞体开体器缸和，有粘主体粘活小滞要滞塞孔、阻包流上活.
双杆式
穿变两，双个粘杆腔滞式体液筒体，状从因液左此体到活粘右塞滞左，阻右或尼移从器动右中时到的腔左活体。塞体杆积贯不
单杆式
主体粘活小要、滞塞孔包活流上. 括塞体开缸和有，
调节贮油腔
贯体腔穿积。单一会杆个发式腔生筒体改状变，液因，体单此因粘杆活此滞式塞需阻左要尼右一器移个中动调的时节构中安装消 能器（阻尼器），人为增加结构 阻尼，消耗地震下结构的振动能
。 量，达到减小结构的振动反应，
实现结构抗震的目的 采用了消能减震技术的结构称
隔震和消能减震技术的应用
线和装饰物 等作用。这是一种采用新概
下部结构进行加 固的情 况下 ，进 行房屋
１
实习编辑 ：石
岩 美术编辑 ：吉
振
一
般 常 规 结 构 的 阻 尼 比 为
ｊ 使 用过程 中不 出现 损伤 或裂缝 ； 合理 布 置 隔震 支座 ， 隔震层 的的 阻尼 比ｘ ＝ ．５ 则必定 在０ ０ 以上 ，在上 述３ 参数 中 ，阻尼 ．５ 个 调整系数 ｈ 使反应谱 下降 ，曲线下 降段 ２
通 用抗震加固法
工 程 结构 隔震 、 减震 控 制 包括 隔 震 、消能减震和各种 被动控制 、主动控
预期的结构变形， 增大结构阻 力，同时
减少结构 的水 平和竖向地震作用 ，即使 主体结构在 罕遇地震 情况下 ，也不致于
制 、混合控 制等内容。传统的抗震结 构
体系是通过 “ 强结构”的途径来提 高 加
抗震能力 ，但结 构减震控制体系则是 通
严重受损 。
被动控制减属加固法
运用被动控制 的基本原理 ，通过 在
过调整结构 动力 特性的途径 ，从而 实现
减小结构在地震 中的振动反应 ，起到保 护结构 以及结构 内部的设备 、仪器 、管
房屋顶 部设置调谐质量 ，用来 降低地 震
的破坏作用 。这类加 固技术 ，往往同既 有 房屋加层技术结合应用 ，可以在不对
， 减震 方 法 的 应 用 。 在 实 际 工 程 中 ，往 往 可 能 只 有 部 分
｝ 能体系一般 由耗能器和 支撑体系 肖 ｊ 组成 ，支 撑体系的刚度应尽量大 于耗能 ｊ 装置 ，设 计选用消能器和布置方 案时主 要考虑 以下要 求 ：根据结构固有周期 的
；期和 阻尼 比值大小 有很大关系 。结 构固
建筑隔震和消能减震设计及应用
建筑隔震和消能减震设计及应用摘要：最近几年，伴随着中国经济以及建筑业的迅速发展，促使建筑消能减震与隔震（减隔震设计技术）设计成为建筑结构设计的关键环节之一。
因为中国是地震多发地带的国家，所以伴随着建筑产业规模的持续扩大，建筑技术水平的持续提升，人们进一步严格要求了建筑工程的量。
发展及改进中国建筑减隔震设计技术，在很大程度上有利于确保建筑物的总体质量以及安全。
除此之外，发展及改进中国建筑减隔震设计技术，还能持续促进中国新型城市化建设进程，因此，对中国建筑减隔震设计技术进行不断创新是非常有必要的。
基于此，文章首先对建筑隔震和消能减震设计的意义进行了简要概述，其次将桥梁结构设计中减隔震设计技术的应用作为主要例子，进行了全面的分析与研究，以供参考。
关键词：建筑隔震；消能减震；设计；应用前言：伴随着中国城市化建设项目的持续发展，经济的迅速发展，科技水平的不断提升，发展及改进建筑减隔震设计技术是保障建筑工程结构设计施工的重要环节。
为此，文章首先对建筑隔震和消能减震设计的意义进行了简要概述，其次将桥梁结构设计中减隔震设计技术的应用作为主要例子，进行了全面的分析与研究，希望给相关建筑设计人员提供借鉴。
1建筑减隔震设计的意义通常而言，消能减震设计与隔震设计，就是使用消能减震与隔震装置，通过更改建筑结构的力学性能，以便将抵抗地震作用的效果更好地发挥出来。
伴随着建筑业的突飞猛进，城市化建设进程的不断推进，人们开始越来越重视建筑物的质量情况以及抗震性能，所以发展和改进建筑减隔震设计技术，不但能确保建筑结构抗震设计工作的顺利实施，保障抗震建筑施工质量，而且还能帮助设计者持续提升建筑减隔震设计技术水平，同时帮助设计者持续提升建筑减隔震设计效率。
设计者应引进先进的减隔震装置以及使用可靠的减隔震设计方案，以此来提升建筑的抗震性能。
发展和改进建筑减隔震设计技术，不但对提升建筑物抗震的有效性有着重要的现实作用，还能促使设计者可以顺应时代发展潮流，更好的洋为中用，推动中国建筑减隔震设计逐渐朝着新的发展发现前进。
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震隔震与消能减震是新《减震抗震设计规范》中的两个重要概念。
隔震是指通过设置隔震层，将结构与地震动进行隔离，使结构对地震的响应减小。
消能减震则是通过在结构中设置能够吸收和耗散地震能量的装置，实现地震能量的消耗和减震效果。
隔震是一种较为传统的减震措施，它通过设置隔震层，将结构与地震动进行隔离，使结构受到的地震力和位移减小，从而减小结构的破坏程度。
隔震层通常由隔震支座、隔震垫板等组成，这些装置能够在地震过程中自由移动，吸收和消散地震能量。
隔震的优点是能够有效减少结构的响应，保护结构的完整性，减小地震灾害的损失。
然而，隔震也存在一些问题，如隔震支座和隔震垫板的制造和安装难度较大，需要考虑地震过程中的水平限制等。
消能减震是相对较新的一种减震措施，它通过在结构中设置能够吸收和耗散地震能量的装置，实现地震能量的消耗和减震效果。
这些装置通常由减震器、摇摆框架等组成，它们能够在地震过程中发挥吸能和耗能的作用，从而减小结构的震动响应。
消能减震的优点是能够在地震过程中吸收和耗散大量的地震能量，降低地震对结构的破坏力度，提高结构的抗震性能。
然而，与隔震相比，消能减震要求设备的制造和维护难度较大，需要考虑装置的可靠性和耐久性等问题。
新《减震抗震设计规范》对隔震与消能减震提出了较为详细的要求和规范。
其中，对于隔震层的设置，规范要求应根据结构的抗震性能要求和场地条件进行合理的选择。
对于消能减震装置的设计，规范要求需要考虑装置的材料、减震效果以及装置的可靠性和耐久性等方面。
同时，规范还对隔震与消能减震的施工和验收提出了一系列具体的要求和标准，以保证减震措施的有效实施和质量控制。
总的来说，隔震与消能减震是新《减震抗震设计规范》中重要的减震措施。
它们通过不同的方式和装置，实现对结构的减震和减小地震响应的效果。
隔震通过隔离结构与地震动，减小结构的破坏程度；消能减震通过吸能和耗能装置，消耗地震能量，提高结构的抗震能力。
隔震与消能减震设计
隔震与消能减震设计隔震与消能减震设计是在工程结构设计中常常遇到的问题。
隔震设计是通过减少结构与地基之间的相互作用，将地震的水平振动转移到隔离结构上，从而减小地震对结构的影响。
而消能减震设计则是在结构中增加能够吸收地震能量的装置，通过吸收和转化地震能量，减小结构的震动峰值，从而保护结构和降低地震风险。
隔震设计将结构与地基隔离，可以有效地减小地震对结构的影响。
常见的隔震装置包括球形隔震器、弹簧隔震器和摇摆支撑等。
球形隔震器是一种通过球面的压缩和张开来减小地震峰值加速度的装置。
弹簧隔震器则是通过将结构与地基分离，使结构可以在地震中相对自由地运动，从而减小地震对结构的冲击力。
摇摆支撑则是一种通过摇摆运动来减小地震冲击的装置，能够将地震能量转化为结构的具有抵抗地震作用的摇摆动能。
消能减震设计则是在结构中安装能够吸收地震能量的装置，通过吸收和转化地震能量来减小结构的震动峰值。
常见的消能装置包括液压阻尼器、摇摆框架和摩擦阻尼器等。
液压阻尼器通过液体的流动来消耗地震能量，减小结构的振动响应。
摇摆框架则是通过框架的摆动来转化和耗散地震能量，从而减小结构的振动。
摩擦阻尼器则是通过材料之间的摩擦力来吸收地震能量，减小结构的振动。
在进行隔震与消能减震设计时，需要根据具体的工程情况和设计要求选择适合的装置。
一般来说，隔震设计适合于对结构振动峰值要求较低的工程，而消能减震设计则适合于对结构振动峰值要求较高的工程。
此外，在进行设计时还需要考虑装置的可靠性、经济性和施工的可行性。
隔震与消能减震设计能够有效地减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能，降低地震风险。
然而，设计与施工中的错误和不合理的选择可能会导致装置的失效和使用寿命的降低。
因此，在进行隔震与消能减震设计时，需要仔细考虑各种因素，并在设计和施工过程中进行严格的控制和监测，以确保装置的有效性和可靠性。
总之，隔震与消能减震设计是提高工程结构抗震能力和减少地震风险的重要手段。
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结构设计中的消能减震措施应用
发表时间：
2019-07-23T14:29:03.267Z 来源：《基层建设》2019年第13期 作者： 李武林
[导读] 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。
广东呈斯意特建筑设计有限公司 516000
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。复合相关型消能器可看作位移相关型消能器和速度相关型消
能器的结合，同时具有这两类耗能器的特点，以粘弹性消能器为代表，典型结构是两块可相对移动的钢板之间充填粘弹性材料，地震时能
量耗散在粘弹性材料的剪切变形中。
2
消能减震设计方法应用
2.1
设计流程
开始→明确结构消能减震要求→设定消能减震结构设计目标→主体结构初步设计→选择消能器并初步形成消能减震体系→选择分析方
法
→确定消能器参数并形成最终消能减震体系→计算地震反应并进行抗震验算→消能减震体系构造设计→结束。
2.2
适用体系
根据《建筑消能减震技术规程》（JGJ 297-2013）第1.0.2条，消能减震结构适用于抗震设防烈度6～9度地区新建与既有建筑结构。
2.3
设防目标
消能减震结构主要用于设防烈度较高或对使用功能有特殊要求的建筑，采用消能减震结构后抗震设防目标比无控结构应有所提高。JGJ
297-2013
条文说明第3.1.3条指出，消能减震结构设防性能目标分为三个层次：（1）丙类建筑（如一般工民建、公共建筑等）采用“小震不
坏，中震可修，大震不倒
”的设防目标；（2）乙类建筑（如公安消防、医院、学校、通信、动力等）采用“中震不坏，大震可修”的设防目
标；（
3）甲类建筑（如人民大会堂、核武器储存室等）采用“大震不坏”的设防目标。
2.4
消能器的选择
选择消能器时，应根据各类消能器特点及建筑对消能减震要求两方面来考虑。速度相关型消能器在很小位移下就能达到一定阻尼值并
发挥耗能作用，所以适合水平位移要求严格、设防目标较高的建筑。位移相关型消能器达到足够大的相对位移才能屈服耗能，并在耗散地
震能量的同时提供一定的侧向刚度，适合水平位移要求不严、设防目标不高的建筑。例如某医院门诊楼（既有建筑）设定罕遇地震下轻微
到中等损坏的性能目标，层间位移要求较严，但为了调整扭转已加入一定数量屈曲约束支撑（
BRB），刚度已充足，所以选择粘滞阻尼器
作为消能器。
2.5
消能器的布置
JGJ 297-2013
第6.2.1条规定，消能器布置应使结构在两个主轴方向的动力特性相近，使结构在沿高度方向刚度均匀。为提高消能减震效
率，应在相对位移或相对速度较大的楼层布置消能器，并采用合理技术措施增加消能器两端的相对变形或相对速度。布置消能器以后，不
应在结构中产生薄弱构件或薄弱层。
2.6
消能减震结构分析方法
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016年版）第12.3.3条规定，当主体结构基本处于弹性工作阶段时，可采用底部剪力
法、振型分解反应谱法和时程分析法进行分析；当主体结构进入弹塑性阶段时，采用静力非线性分析法或非线性时程分析法。应用振型分
解反应谱法时，先将阻尼器非线性恢复力以等效线性化处理，并忽略非正交阻尼矩阵中的非正交项，计算小震作用下的误差不超过
5%。时
程分析法分为线性时程分析法和非线性时程分析法，前者主要采用增量法（如加速度法、威尔逊
-θ法），而后者将增量法与迭代法结合。
对于速度型阻尼器来说，在结构为弹性状态时应采用线性时程分析法；而对于滞回型阻尼器，采用等效刚度或阻尼时采用线性时程分析
法，而恢复力为非线性时应采用非线性时程分析法。但只要主体结构进入塑性状态都应采用非线性时程分析法。静力非线性分析法假定在
地震作用下结构的动力反应受单一振型控制，不计高阶振型影响。
2.7
构件设计
消能减震结构不同于普通结构构件，例如粘滞型阻尼器位移和速度有90°相位差，构件内力可按位移最大、速度最大或位移为零、加速
度最大三个时段进行计算。位移最大时段，阻尼器粘滞阻尼力可认为是零，所以应采用底部剪力法或振型分解反应谱法分析地震效应。速
度最大或位移为零时段，阻尼器阻尼力最大。先求出各振型阻尼力，再根据各层阻尼力分布和力平衡条件计算各楼层惯性力及各构件内
力。加速度最大时段相当于总阻尼为零而位移最大，可采用简化方法分析构件内力。计算出各时段构件内力后，再按最大内力设计构件截
面。
2.8
消能支撑设计
消能支撑是由阻尼器及支撑连接共同构成的，支撑的强度和刚度都会影响系统在地震作用下的可靠性。若它们太小，支撑会变形或破
坏，使阻尼器不能正常工作；而它们很大，结构构件变形及速度变化集中在阻尼器上，虽能充分发挥阻尼器作用，但也可能使阻尼器负担
过大甚至刚度突变而破坏，所以设计时还需考虑经济因素、对整体刚度影响及构造连接的便捷性。
2.9
案例分析
以10层剪切型现浇钢混框架结构为例，抗震设防8度，Ⅱ类场地，柱、梁板混凝土分别为C40和C30，每层设置2个粘滞阻尼器。在多遇
地震及罕遇地震作用下，消能结构与无控结构相比，各层最大加速度、层间位移角均有明显减小，可见消能器降低了地震效应，提高了结
构抗震性能。
3
结语
由于地震的精确预报难以实现，强震会造成巨大的人员财产损失。而建筑抗震性不佳往往成为引发震灾的关键因素，因此必须提升建
筑的抗震水平。传统抗震设计以提高结构自身刚度硬抗地震能量，既不经济，适用性也差，存在安全隐患，消能减震以柔性耗能替代刚性
硬抗，具有良好的经济性和实用性，前景看好。
参考文献：
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