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1、浅议建筑结构设计和减震设计 摘要:本文主要探讨了建筑结构控制与减震设计的一些实用的方法,研究结构的动力优化设计,结合具体情况选择组合方式进行结构控制与减震设计，以供同仁指导与参考。关键词:建筑结构；减震设计,结构控制理论Pickto:thisarticlemainlydiscussestheconstructioncontrolandshockabsorptiondesignofsomepracticalmethods,theresearchofstructuredynamicsoptimizationdesign,combinedwiththespecif
2、iccircumstanceschoosecombinationstructurecontrolandshockabsorptiondesignintheformofguidanceandreferenceforcolleagues.Keywords:buildingstructure;Suspensiondesign,structurecontroltheory中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-001建筑结构控制设计概述理论和试验研究及震害实践表明,如果要求建筑结构在遭受地震作用时不破坏或不倒塌,至少
3、应具备下列两个条件之一:7结构的主要部位有足够的强度储备;结构的主要部位对地震作用下的强迫变形有充分的适应能力。如单纯满足前者,往往需要耗用过多的材料,且若遭受强烈地震作用,结构仍可能破坏或倒塌。从而提出抗震结构按两阶段设计,即在弹性阶段按强度控制,在弹塑性阶段按变形控制,这样设计的结构,既有一定的强度,又具有较大的延性及耗能能力,能一定程度地适应强烈地震使结构产生的强迫变形。1.1机构控制在分析框架和抗震墙结构倒塌模式的基础上,提出对破坏机构进行控制,使之发生期望的破坏机构形式,达到既具有足够强度,又具有足够延性的目的。实现途径是在结构的特定位置设置一定数量
4、的人工塑性铰,对塑性程度及区域进行控制,使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。1.2梁的延性设计当连梁的跨高比为5时,延性和耗能很好,连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上,滞回曲线也相当饱满。当连梁的跨高比降至1时,延性系数则降至3左右,滞回曲线严重捏扰,耗能很小,最后弯剪破坏。抗震墙的刚性连梁,其跨高比往往仅为1左右,若要使其工作在弹塑性阶段作耗能构件,则需要对它的构造采取一定措施,以适应延性和耗能的要求。措施之一是在1/2梁高的中性面上留一水平通缝,在缝的上下两侧各埋置钢板,钢板上开有椭7圆形螺栓孔,用高强螺栓把两钢板联结。在竖载、风载和小震下,高强螺栓
5、把水平通缝分开的两部分连梁联结成整体工作,使刚性连梁整体刚度不变,以保证其工作在弹性阶段;在强烈地震作用下,两钢板发生相对滑动,原来跨高比为1的刚性连梁将被分成两根跨高比为2的小梁协同工作。这样,不仅延性系数由原来3提高为10左右,而且由于钢板间的滑动摩擦,使其耗能能力也得到了一定程度的改善。1.3柱的延性设计虽然不希望塑性铰发生在柱上,但是它们仍需具有一定的延性和耗能能力,才能保证大震时不倒。试验表明,采用螺旋箍筋能较大程度地提高柱的延性和后期抗轴压能力。综上所述,结构本身的延性耗能设计是靠提高构件的延性耗能能力来实现的。延性耗能设计只能从建筑材料的配置数量
6、和构造方式来实现,能提高结构的抗震能力。2建筑结构的减震设计结构的减震设计方法很多,其基本思想是通过设计主动或被动的结构特殊体系,使得结构在强震时所受到的实际地震作用较小。因此,这样设计的结构强度和变形能力无需像弹性法及延性耗能设计要求的那么高。因此，结构的减震技术有极广阔的发展前景。72.1吸震设计这种方法主要是在主体结构上安装有特殊的附加结构,在地震时通过吸震器的运动吸取较大量的振动能量,从而减轻主体结构的振动效应。其方法是在筒中筒结构楼板与内筒壁处设置分缝,内外筒组成动接触体系,通过振动时两部分的微碰撞而互相吸能,降低整个结构的地震反应。2.2阻震设计在
7、结构的一些连接处或一些构件上装上一定数量的阻尼器,通过这些阻尼器的较大阻尼力去减少结构的振动响应。如果阻尼器的性能可靠,则结构的减震效果是稳定可靠的。主要方案有:在高层框架核心筒体的连接处采用弹簧钢杆摩擦减震器和砂质减震器;在结构的抗震缝、伸缩缝或沉降缝处放置扭转梁阻尼器或挤压铅阻尼器;耗能横缝填充墙:主要是在填充墙上设置耗能横缝。这类墙的左右与框架柱脱开,下部与框架固接,上部由水平耗能缝通过耗能器与框架相连。2.3隔震设计这是目前在我国研究得最多的设计方法。它的基本原理是在地震激励的传递路线上设置隔震层,使通过隔震层传到结构上的地震作用减少到一定程度。7这种
8、设计通常伴随有阻震设计的特点,这是因为
