【课件】隔震与消能减震设计

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1、第九章第九章隔震与消能减震设计隔震与消能减震设计19.1结构振动控制概述震源产生地震波传递建筑物所在场地引起结构的地震反应29.1结构振动控制概述大小地震内力小大地震位移反应地震剪力39.1结构振动控制概述反应接近地面地震运动刚性结构体系一般不发生结构强度破坏导致材料的浪费减少结构物的刚性延性结构体系柔性结构体系避免结构与地面运动发生类共振地震动作用下结构位移过大,实践减轻地震力上的困难49.1结构振动控制概述适当控制结构物的刚度与强度结构构件进入非弹性状态后仍具有较大的延性“延性结构体系”基本要求通过塑性变形消耗地震能量实现延性结构体“坏而不倒”

2、系设计是工程师所追求的抗震基本目标59.1结构振动控制概述延性结构体系的结构被动抵御地震作用当地基本烈度地震隔震、减震、制作振技术用建筑物某些生命线工程损失更可能进入非弹是难以估量延性结构体性破坏状态系的应用也有了一定的导局限性致装修与内部设备破坏巨大经济损失69.1结构振动控制概述隔震：隔离装置地震动结构隔开减小结构振动基底隔震主要方法悬挂隔震79.1结构振动控制概述南加州大学医院（基础隔震）香港汇丰银行（悬挂隔震）89.1结构振动控制概述减震：地震结构减轻结构振动耗能耗能装置或附加子结构耗能减震主要方法吸振减震冲击减震99.1结构振动控制概述主

3、动控制地震结构减小结构振动施加控制力自动控制系统隔震技术实用阶段减震技术研究、探索并部分应用于工程实践的时期。制振技术109.2隔震设计一隔震的基本原理及设计要求悬挂隔震隔震结构物地面以上部分基底隔震隔震层隔开限制地震动向结构物的传递固结于地基中的基础119.2隔震设计隔震原理隔震的两种途径：（1）延长结构的自振周期（2）增加结构的阻尼129.2隔震设计隔震装置的基本要求：（1）安全可靠的竖向承载力（2）可变的水平刚度特性（3）较好的阻尼耗能能力（4）良好的复位功能（5）良好的抗疲劳和抗老化能力139.2隔震设计隔震结构效果图149.2隔震设计隔震

4、结构剖面效果图159.2隔震设计二隔震结构的计算单质点模型隔震建筑系统动力分析模型多质点模型空间分析模型动力平衡方程:m&x&+cx&+kx=−m&x&gm—结构的总质量；c,k—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；&x&g—地面加速度过程。上部结构侧移刚度远大于上部结构近似为单质点模型隔震层的水平刚度一个刚体169.2隔震设计水平动刚度计算式为:隔震层隔震支座简化N数量Kh=∑Kii=1第i个隔震支座的水平刚度为k水平动刚度阻尼系数为c等效粘滞阻尼比计算式为：第i个隔震支N座的等效粘滞∑Kiξ

5、i阻尼比。i=1ξ=eqKh179.2隔震设计隔震层以上结构隔震装置的水平地震作用有效采用水平向减降级震系数的概念反映这一特点层间剪力最大比值与水平向减震系数的对应关系层间剪力最大比值0.530.350.260.18水平向减震系数0.750.500.380.25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189.2隔震设计三隔震装置简介1.橡胶隔震垫钢板叠层橡胶支座橡胶支座铝芯橡胶支座石墨橡胶支座在天然橡胶中加入石墨大幅度提高橡胶支座的阻尼实际中应用还不多199.2隔震设计钢板：限制橡胶片

6、的横向变形使座竖向刚度较纯橡胶支座大大增加橡胶片：总厚度越小所能承受的竖向荷载越大钢板叠层橡胶支座支座内阻尼较小，常需配合阻尼器一起使用209.2隔震设计叠层橡胶支座中间钻孔灌入铝芯提高支座大变形时的吸能能力集隔震器与阻尼器于一身，因而可以独立使用钢板叠层橡胶支座219.2隔震设计设计的关键--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下表的规定。橡胶隔震支座平均压应力限值建筑类别甲类建筑乙类建筑丙类建筑平均压应101215力（Mpa）注：1.对需验算倾覆的结构，

7、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；在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力229.2隔震设计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：第i个隔震支座的水平位移限值；罕遇地震作用下，第对橡胶隔震支座，不应超过该支座i个隔震支座考虑扭u≤[u]有效直径的0.55倍和支座各橡胶层转的水平位移ii总厚度3.0倍二者的较小值u=βuiic第i个隔震支座的扭转影响系罕遇地震下隔数，应取考虑扭转和不考虑扭震层质心处或转时支座计算位移的比值；当不考虑扭转的隔震层以上结构的质心

8、与隔震水平位移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1.15239.2隔震设计隔震结构实例199