【建筑防灾】消能减震技术

【建筑防灾】消能减震技术
消能减震技术的工作原理
消能减震加固方法就是通过在结构上安装消能减震装置来达到抗震加固目标的新方法。

消能减震加固结构在风载和中、小震作用下，结构体系具有足够的抗侧移刚度以满足结构正常使用要求；在强烈地震作用时，随着结构侧向变形的增大，耗能（阻尼）减震器率先进入耗能状态，大量耗散输入结构的地震能量，并迅速衰减结构的地震反应，使主体结构避免或延迟出现明显的非弹性变形，确保结构的安全性。

结构消能减震加固即是在结构物的某些部位（如支撑、剪力墙、节点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等）设置耗能（阻尼）装置（或元件），通过消能（阻尼）装置产生摩擦、弯曲（或剪切、扭转）弹塑（或粘弹）性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构的地震反应。

传统的结构抗震体系是把结构的主要承重构件(梁、柱、节点)作为消能构件，地震中受损坏的是这些承重构件，甚至导致房屋倒塌。

而消能减震体系则是以非承重构件作为消能构件或另设阻尼器，它们的损坏过程是保护主体结构的过程，所以是安全可靠的。

基本类型阻尼器的介绍
目前，研究开发的消能减震装置种类很多，可以按消能装置与位移和速度的相关性来分，可以按装置的耗能材料分，可以按装置的耗能机制来分，可以按装置的受力形式分。

目前常用的有金属阻尼器、粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器。

（a）金属阻尼器-软钢阻尼器
（b）金属阻尼器-防屈曲耗能支撑
（c）粘滞阻尼器
（d）粘弹性阻尼器
消能减震技术应用范围
耗能部件属非承重构件，其功能仅在结构变形过程中发挥耗能作用，而不承担结构的竖向承载作用，即增设耗能部件不改变主体结构的竖向受力体系，故消能减震加固技术不受结构类型、形状、层数、高度等条件的限制，应用范围广阔，凡不需要提高竖向承载力而抗侧刚度不足的结构都可以采用消能减震加固方法。

由于耗能器是因两端产生相对速度或相对位移而产生滞回变形耗能的，相对运动速度越大或相对位移越大，耗能则越多。

一般来说，结构越高、越柔、跨度越大、变形越大，或抗震设防烈度越高，消能减震效果越显著，故消能减震技术尤其适用于高烈度区的多（高）层框架结构、钢结构和大跨结构等的加固。

对使用功能有特殊要求的结构，如：存放大量危险物品或有毒物品的建筑、首脑机关、救灾中心、放置贵重设备或特殊文物的房屋、纪念性建筑、特种医院、通讯、消防、动力等重要建筑，抗震安全性要求较高，从经济性、安全性和技术合理性角度考虑，应优先采用消能减震加固方案。

采用传统的加固方法施工复杂、有时尚需加强基础或新增加基础，施工周期长，干扰用户，而采用消能减震技术进行抗震加固时，耗能器及其支撑构件和连接件可预先制作，现场安装，因而施工方便简单、施工周期短、而且不改变原有建筑的风貌。

因此，对一些历史性建筑物或公共建筑物应优先选用消能减震技术进行抗震加固。

由于消能减震加固技术具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著、安全可靠等特点，近年来在国内外有大量工程实践。

在灾后重建中应用的意义
中国工程院土木、水利与建筑学部和包括周福霖院士、欧进萍院士、佟建国教授高工、周云教授、吕西林教授、翁大根教授、李宏男教授、刘伟庆教授等在内的很多建筑结构知名教授、专家呼吁在灾后重建中使用消能减震加固技术。

消能减震加固技术是目前世界上最先进的建筑加固技术之一，具有减震效果好，尽量减小对原有结构的改
动，工期短，工程量小，检测修复方便等优点，而且阻尼器在生产和应用过程中对环境无影响，产生较少的建筑垃圾，阻尼器构造简单、取材容易、制造简便、容易形成定型产品，进行标准化、规模化生产，对生产要求不高，国内已有厂家量产。

在灾后重建若能广泛应用，必将取得良好的经济效益和社会效益，对建筑抗震新技术的推广也具有深远的意义。

灾后恢复重建工作关系到群众的切身利益，关系灾区的长远发展，必须科学推进，恢复重建不是简单复制，采用先进可靠的消能减震技术进行灾后重建，是抗震救灾精神中“以人为本、科学重建”的具体体现，符合坚持以人为本，贯彻落实科学发展观的要求，是尊重自然规律、科学规律，充分依靠科学的切实表现。

以灾后重建为平台，推广消能减震技术等先进科学技术符合建设创新型国家的大局。

当更加安全、美好的家园建设起来的时候，当灾区人民又过上安居乐业的生活得时候，我们才可以庄重地告慰地震中遇难的同胞。