浅谈消能减震技术的应用

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1、2014年第1期·73·第40卷总第177期SichuanBuildingMaterials2014年2月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.01.035浅谈消能减震技术的应用苏雨,孙钦杰,王伸远(安徽理工大学,安徽淮南232001)摘要:本文结合《建筑抗震设计规范》中的相关内容,粘滞流体消能器;东南大学在宿迁市交通大厦中采用粘滞介绍了消能减震技术在国内外的发展概况、消能减震的基性阻尼器进行减震设计。本原理、技术特点及应用范围、消能减震结构体系、消能2基本原理器以及在抗震设计和加固中的应用,并通过工程应用实例说明其消能减震作用,从而

2、为该技术的应用和发展提供参传统的结构抗震设计主要致力于保证机构自身具有一考。定的强度、刚度和延性,以满足一定的抗震设计要求。事关键词:地震;消能减震;阻尼器实表明,在大震作用下,结构主体经常会产生不可修复的中图分类号:TU352．1文献标志码:B损伤甚至破坏,造成的损失是巨大的、难以接受的。这种文章编号:1672-4011(2014)01-0073-03仅靠自身性质抗震的结构在地震作用中处于被动受力状态,因此是一种消极的抗震方式。为使结构更有效地抵抗地震1国内外发展概况作用,以隔震、减震为技术特点的技术逐渐发展起来,并地震是一种突发性的破坏性极强的自然灾害,罕遇的且许多设备都

3、已在现实结构特别是地震区建筑和超高层建大地震会给建筑物及构筑物带来严重的破坏,造成极大的筑中得到广泛的应用。人员伤亡和经济财产损失。而我国是一个地震多发区,特结构消能减震体系是把结构物的某些非承重构件(如支大地震也时有发生,如唐山大地震和汶川大地震;所以在承,剪力堵,连接件等)设计成消能杆件,或在结构的某部建筑结构设计中如何防止地震作用下建筑物的破坏就显得位(层间空间,结点,联接缝等)装设阻尼器(目前主要有:尤其重要。摩擦阻尼器、软钢阻尼器、铅阻尼器、粘弹性阻尼器、调消能减震技术是作为一种结构被动控制措施,从动力谐液体阻尼器、调谐质量阻尼器等)。在风或小震作用下,学观点看,是

4、通过在建筑物的某些部位(如柱间、剪力墙、这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度,处于弹性节点、连接缝、楼层空间、相邻建筑物间等)设置消能器以状态,结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当增加结构阻尼,从而减少结构在风和地震作用下的反应。出现中、大地震时,消能构件或装置率先进入消能状态,从能量观点来看,是将地震输入结构的能量引向特别设置其消耗的能量可占输入结构的地震能量的90%,从而保护的机构和元件加以吸收和耗散,从而保护主体结构的安全。主体结构及构件在强烈地震中免遭破坏。根据震动台试验消能减震技术因其效果明显、构造简单、造价低廉、使用可知,消能减震结构与传统抗震结构,其

5、地震反应减少范围广、维修方便等特点越来越受到国内外学者的重视。40%~60%。消能减震有阻尼减震和吸能减震两种方式。美国是开展消能减震技术研究较早的国家之一。早在基本原理:在消能减震结构体系中,消能(阻尼)装置1972年竣工的纽约世界贸易中心大厦的双塔楼安装了粘弹或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状性阻尼器,有效的控制了结构的风振反应,增加了人体的态,充分发挥耗能作用,消耗掉输入结构体系的大量地震舒适度。西雅图哥伦比亚大厦(77层)、匹兹堡大厦(64层)能量,使结构本身需消耗的能量很少,这意味着结构反应等许多工程也采用了该项技术。将大大减小,从而有效地保护了主体

6、结构,使其不再受到日本是应用消能减震技术较多的国家。日本Omiya市损伤或破坏。31层的Sonic办公大楼共安装了240个摩擦阻尼器,东京的从能量守恒的角度,减震消能的基本原理可阐述如下,日本航空公司大楼使用了高阻尼性能阻尼器。即结构在地震中任意时刻的能量方程为:我国自20世纪80年代起也一直致力于消能减震技术传统抗震结构:Ein=Er+Ed+Es的研究工作和工程实践应用。目前,已经自行研制出了一消能减震结构:Ein=Er+Ed+Es+Ea些消能减震装置、提出了一些新型消能减震结构体系、做式中Ein—地震过程中输入结构体系的地震能量;了许多消能装置的力学性能试验研究和减震结构

7、体系的地Er—结构体系地震反应的能量,即结构体系震动的动震模拟振动台试验研究,得到了大量富有学术价值的研究能和势能;成果,消能减震技术在我国工程结构中的应用范围和应用Ed—结构体系自身阻尼消耗的能量(一般不超过形式越来越广泛。北京饭店、北京火车站、中国革命历史5%);博物馆、北京展览馆等的抗震鉴定与加固改造中,采用了Es—主体结构或承重构件的非弹性变形(或损坏)所消耗的能量;作者简介:苏雨(1987-),男,安徽淮南人,在读硕士研究生,主要从事土木工程结构方向的研究。Ea—消能(阻尼)装置或耗能元件耗散