第8章 建筑结构减震、隔震设计讲解
建设工程中的建筑物减震与隔震设计技术
建设工程中的建筑物减震与隔震设计技术随着城市化进程的不断加快，高层建筑和大型工程的建设越来越多，对于建筑物的抗震性能提出了更高的要求。
减震与隔震技术成为了建设工程领域的热门话题。
本文将探讨建筑物减震与隔震设计技术的原理、应用以及在实际工程中的意义。
一、减震与隔震设计技术的原理减震与隔震设计技术是通过对建筑结构进行改良，使其在地震作用下能够减少或者消除震动的传递，从而减轻地震对建筑物的破坏程度。
其原理可以分为以下几点：1. 减震原理：减震设计基于筒型支座、液压减震器等原理，通过在结构下部设置阻尼器，吸收和分散地震能量，从而减少地震对建筑物的作用力。
2. 隔震原理：隔震设计基于隔震支座等原理，通过在建筑底部设置隔震装置，将建筑物与地震动分离，降低地震波传递到建筑物的能量。
二、减震与隔震技术的应用减震与隔震技术在建设工程中得到了广泛的应用，具体包括以下几个方面：1. 高层建筑：随着高层建筑的不断增多，尤其是在地震频繁的地区，减震与隔震技术的应用成为了保障居民生命财产安全的关键。
通过应用减震与隔震技术，高层建筑能够更好地抵御地震荷载。
2. 桥梁工程：桥梁是城市交通的重要组成部分，其安全性对人们的出行至关重要。
减震与隔震技术的应用可以有效降低地震对桥梁的破坏风险，提高桥梁的耐久性和可靠性。
3. 历史建筑保护：对于具有历史价值的建筑物，减震与隔震技术的应用能够在保护建筑本身的稳定性的同时，降低地震对其的损害，从而更好地保护历史文化遗产。
三、减震与隔震技术在实际工程中的意义减震与隔震技术在建设工程中的应用具有重要的意义：1. 提高抗震能力：减震与隔震技术的应用能够使建筑物对地震产生的动力响应减小，大大提高建筑的抗震能力，减少地震造成的损失。
2. 保护人员安全：减震与隔震技术的应用可以降低地震带来的震害，减少人员伤亡事故的发生，保障居民生命安全。
3. 建筑物持久性：减震与隔震技术的应用可以有效提高建筑物的抗震性能，延长建筑物的使用寿命，减少维修和重建的频率。
建筑结构设计隔震减震技术
建筑结构设计隔震减震技术摘要：合理利用隔震和减震技术，可以有效地防止或减少建筑物在地震中受到的破坏，并对人民群众的生活和财产造成危害。
隔震和阻尼技术是建筑物的一种重要的抗震措施。
常用的隔震方法有：基础隔震，悬挂隔震，基础隔震，层间隔震；常用的防震措施包括：采用无胶钢支撑体系，采用耗能型阻尼装置，以及合理布置结构的水平和垂直方向。
此外，通过对工程建设地点及工程技术的科学、合理的选取，可以达到良好的地震作用。
关键字：建筑物；隔振；减振；对策前言由地壳移动引起的地震是各类灾害中最具有毁灭性的一类，比如四川省阿坝藏族自治州汶川县8级强震，造成了学校、民房、工厂、办公楼等大量建筑的坍塌，造成了大量的人员伤亡。
四川汶川大地震给我国的经济和社会带来了巨大的冲击，使得我国在建设项目中运用隔震和防震技术日益受到关注。
1隔振与减振技术对建筑物的影响距离汶川大地震已有14个年头，2023年二月发生在土耳其的7.8级大地震再次唤起人们对那一幕的回忆。
没有足够的防震和防震技术的房屋，一旦发生强烈的强震，将会变得脆弱不堪。
隔震和减震是降低建筑震损影响的有效方法，通过设置隔震和减震设备，可以有效增加结构的阻尼，降低结构的抗震性能。
并且，由于其自身振动周期的增加，能够降低其对横向地震动的作用，因此得到了广的认可，并被运用到了建筑物的抗震设计中[1]。
国内外众多试验与研究表明，利用隔震与减震技术，能够将建筑物所受的水平地震动荷载降低60%以上，从而降低或避免建筑物的震害，提高建筑物的安全性。
增强了建筑物在地震中保持功能的能力。
2隔震减震措施的衡量标准对于建筑的抗震要求，现行抗震设计规范主要分为两类：一类是以破坏程度为标准，另一类是以隔震阻尼设备的防护级别为标准。
房屋的损坏程度可以划分为：无损坏的房屋损坏程度和经过维修后可以修复的房屋损坏程度；抗震设防等级分为甲级，乙级，丙级和丁级。
对于部分RC房屋，目前的抗震设计标准一般采用常规维修及坍塌时的层状变形角做为量化指标，但对于各个抗震等级，采取的抗震措施也不尽相同。
第8章建筑结构减震隔震设计
第8章建筑结构减震隔震设计建筑结构减震、隔震设计（Seismic and Isolation Design of Buildings）建筑结构减震、隔震设计是在地震作用下保护建筑结构和人员安全的重要手段。
本章主要介绍减震、隔震设计的概念、原理、方法和常见的减震、隔震设备。
8.1减震、隔震设计的概念减震、隔震设计是指通过合理的结构设计和设备选用，减小地震作用对建筑结构产生的影响，保护结构和人员安全的设计方法。
减震、隔震是分别从结构的刚性和连接方式两个方面来实现的。
减震设计是通过设置减震装置，吸收和消散地震能量，减小结构受到的震动。
常见的减震装置包括摩擦摆、隔震橡胶、混凝土锚杆等。
隔震设计是通过设置隔震装置，将建筑结构与地基分离，减小地震作用对结构的传递。
常见的隔震装置包括橡胶支座、钢球座、摩擦摆等。
减震、隔震设计主要应用于地震频繁的地区，如我国的地震带。
减震、隔震设计可以有效降低房屋倒塌和损坏的风险，提高结构和人员的安全性。
8.2减震设计的原理和方法减震设计的原理是通过设置能够吸收和消散地震能量的装置，减小结构受到的震动。
根据减震装置的不同，减震设计可以分为以下几种方法：（1）摩擦摆减震法：通过设置带有摩擦阻力的滑动接头，来减小地震引起的结构位移和加速度。
摩擦摆减震法适用于小型建筑和轻型结构。
（2）隔震橡胶减震法：通过设置隔震橡胶支座，将建筑结构与地基分离，减小地震作用对结构的传递。
隔震橡胶减震法适用于大型建筑和重型结构。
（3）混凝土锚杆减震法：通过在结构内部设置混凝土锚杆，将结构刚性传递到地基，减小地震作用对结构的影响。
混凝土锚杆减震法适用于中小型建筑和中等刚性结构。
8.3隔震设计的原理和方法隔震设计的原理是通过设置能够分离建筑结构和地基的隔震装置，减小地震作用对结构的传递。
隔震设计可以分为以下几种方法：（1）橡胶支座隔震法：通过设置橡胶支座，将建筑结构与地基分离，减小地震作用对结构的传递。
橡胶支座隔震法适用于大型建筑和重型结构。
建筑减震与隔震设计
建筑减震与隔震设计地震是自然界最令人恐惧的自然灾害之一。
破坏力巨大的地震常常导致建筑结构的倒塌，给人们的生命财产造成巨大损失。
因此，建筑减震与隔震设计变得尤为重要，它们可以有效地减少地震对建筑物的破坏。
建筑减震设计主要是通过结构改良，降低建筑在地震中的震动响应。
这种设计方法可以从多个方面入手。
首先，在建筑设计阶段，就应该合理布置建筑的结构构造，并使用适当的材料。
一些高耗能材料如钢、混凝土等具有较好的抗震性能，所以在设计中要选择这些材料。
此外，合理设置剪力墙、悬挑结构、隔震层等都能够增加建筑的抗震能力。
其次，建筑减震设计还可以利用减震器的原理。
减震器是一种通过改变建筑结构刚度和阻尼来减少地震能量输入的装置。
常见的减震器有液体减震器和摆锤减震器等。
液体减震器利用在液体中传播的阻尼力来减小结构振动，而摆锤减震器则是通过改变建筑的重心位置来实现减震。
这些减震器可以通过数学模型计算出最佳设计参数，从而达到更好的减震效果。
隔震设计与减震设计相似，都是通过改变建筑结构的属性来减少地震对建筑物的破坏。
而隔震设计更加注重的是通过与地基的隔离来减少地震波传输到建筑结构中的能量。
隔震设计的主要工作是设计和应用隔震层或者隔震装置。
隔震层可以分为刚性隔震层和弹性隔震层。
刚性隔震层是通过刚性材料来限制地震能量的传播，而弹性隔震层则是通过使用弹性材料来吸收地震波的能量。
隔震装置一般使用隔震基础，将建筑与地基分离，从而达到隔震效果。
隔震设计的目标是减少地震活动对建筑物的影响，保护人们的生命安全。
在工程中，通常通过分析地震特性和建筑结构特性来选择适当的隔震层或装置。
而为了达到更好的效果，还可以采用多层隔震设计。
多层隔震设计即在建筑物的不同层面使用不同类型的隔震层或装置，从而在吸收地震能量、减小破坏力方面具有更好的效果。
总而言之，建筑减震与隔震设计是保护建筑物和人们生命安全的关键措施。
它们可以通过不同的设计方法和结构改良，降低建筑在地震中的响应和破坏。
建筑结构减震与抗震设计技术
建筑结构减震与抗震设计技术地震是一种常见的自然灾害，给人们的生命和财产安全带来了巨大威胁。
为了减少地震对建筑结构的破坏，保障人们的生命安全，建筑结构减震与抗震设计技术应运而生。
本文将介绍建筑结构减震与抗震设计技术的基本原理和常用方法，以及该技术在实际工程中的应用。
建筑结构减震与抗震设计技术是通过合理的设计与施工，使建筑结构在地震发生时能够减少震动的作用力，从而减少结构的变形和破坏，保证建筑的整体稳定。
具体来说，减震与抗震设计技术包括减少结构的质量、增加结构的刚度和弯曲能力、优化结构的形状和布局以及采用各种减震装置等。
首先，减少结构的质量是减震与抗震设计的重要手段之一。
较轻的结构质量能够减少地震作用下的惯性力，从而减少结构的变形和破坏。
在结构的设计和施工过程中，使用轻质材料并合理控制结构的自重，可以有效减少结构的质量。
其次，增加结构的刚度和弯曲能力也是减震与抗震设计的关键点。
增加结构的刚度可以提高结构的抗震性能，抵御地震力的作用。
通过增加支撑墙、加固柱和梁、设置剪力墙等方法，可以有效提高结构的刚度和弯曲能力。
另外，优化结构的形状和布局也是减震与抗震设计的重要方面。
在建筑的设计过程中，采用合理的结构形状和布局，能够使结构在地震作用下更加均匀地分布变形和承载力，提高结构的整体抗震性能。
同时，通过合理设置结构的重点和剪力传递路径，也可以减少地震对结构的影响。
除了以上的设计方法之外，还有一种常用的减震与抗震设计技术是采用各种减震装置。
减震装置是专门设计用来减少地震力传递到结构的装置，可以起到减震和隔震的作用。
常见的减震装置包括摇摆摆杆装置、摩擦摆杆装置、液体阻尼器、减振器等。
这些装置能够吸收和分散地震能量，减少结构的震动幅度，保护结构免受地震的破坏。
以上所介绍的减震与抗震设计技术在实际工程中已经得到广泛应用。
许多高层建筑、大型桥梁、核电站等重要工程都采用了这些技术来提高抗震性能。
例如，东京的东京塔、洛杉矶的沙特尔粘弹性减震器等都是采用了减震与抗震设计技术的典型案例。
浅析建筑结构隔震和减震措施
浅析建筑结构隔震和减震措施摘要：在社会发展的过程当中，建筑整体的结构设计越来越重视抗震，其中抗震又分为隔震和减震。
有效的抗震结构设计，可以保障建筑在遇到地震的过程当中，保持良好的稳定性，进而也就可以保障人们的安全。
目前在隔震和减震结构设计当中，有较多的方法和技术可以选择。
实际根据不同的建筑施工需求来合理选择和使用相应的结构设计方案。
这样可以有效保障建筑整体的结构稳定性。
关键词：建筑结构；隔震和减震；技术应用引言地震对建筑物的破坏，多数是由于地面的振动频率与建筑物主要结构构件的自然频率相偶合所致，在现代建筑设计中会考虑到抗震设计,来保证建筑结构安全。
建筑整体安全、抗震性能是设计过程中的重中之重，就目前来说隔震减震是减轻地震对建筑结构造成危害的最有效的手段。
隔震减震技术正在被广泛用以提升抗震能力,减少强震作用造成的地震反应，增加建筑结构的使用寿命。
1.建筑结构的隔震技术以及减震技术1.1建筑结构的减震技术通常情况下，建筑减震可以通过巧妙利用地震能量和建筑阻尼之间的内在联系实现。
如果增加建筑阻尼，可以在很大程度上消耗地震能量，基本上减震措施的基本出发点是使建筑阻尼增加，从而达到消耗地震能量的目的，减轻甚至避免地震对于建筑主体结构的破坏。
针对一些相关的布置问题，比如设置消能部件的个数、设置消能部件的位置等，都应该进行仔细的分析以及计算。
一般情况下，消能构件都是设置在结构的2个主轴方向上，这样可以使两个方向的刚度以及阻尼增加。
也可以将消能结构放置在变形较大的结构位置上，这样可以均衡整个建筑结构的阻尼分布，更容易分散地震能量，使整个建筑物的抗震性能大大提高，确保整个建筑物的安全性。
1.2建筑结构的隔震技术隔震措施往往会有一定的时间限制，因此建筑的隔震设计应该抢在建筑工程正式开工前，最晚也不能拖到建筑工程施工的时候再针对一些关键的部位设计隔震措施。
隔震措施设计时应该选择恰当的部位，一般都是选择建筑的关键部位以及基础部位。
修建结构减震隔震设计
修建结构减震隔震设计结构减震隔震设计是一种将建筑结构与地震相连接的技术，目的是减少地震对结构和居住者的影响。
本文将探讨修建结构减震隔震设计的相关理论和实践经验。
首先，结构减震隔震设计是一种通过在结构中引入减震隔震装置来减少地震对结构的冲击力的技术。
这种装置可以将地震的能量转移给其他部分，从而减少结构的受力。
减震隔震装置通常由减震器、减震墩、减震支座等组成。
在结构减震隔震设计中，首先需要进行地震动力学分析。
通过分析地震的频率、振型、特征周期等参数，可以确定减震隔震装置的设计要求。
同时，还需要考虑结构的强度、刚度、稳定性等指标，以确保结构在地震中的安全性。
在选择减震隔震装置时，需要考虑结构的类型和用途。
对于高层建筑和大跨度结构，一般会采用液压阻尼器、摩擦型减震器等装置来减震。
而对于低层建筑和小型结构，可以采用弹簧隔震器、橡胶隔震器等装置来减震。
在实际施工中，结构减震隔震设计还需要考虑材料的选择和施工工艺。
例如，减震装置需要具备耐震、耐热、耐磨等特性，以适应地震环境的要求。
同时，施工需要严格控制工艺流程，确保装置的准确安装和调试。
结构减震隔震设计在实践中已经得到广泛应用。
以日本为例，该国位于环太平洋地震带上，地震频发，因此在建筑设计中十分注重减震隔震技术。
日本的高层建筑和桥梁常常采用减震隔震装置，有效减轻了地震对结构的破坏。
然而，结构减震隔震设计也存在一些争议。
一方面，减震装置的设计和施工复杂，成本较高。
另一方面，减震装置的性能受到多种因素的影响，如设备老化、温度变化等，需要定期维护和检测。
总之，结构减震隔震设计是一种有效的地震减灾技术。
通过合理的设计和施工，可以显著减少地震对建筑结构和居住者的影响。
然而，在实际应用中仍需综合考虑多个因素，以提高减震隔震装置的性能和可靠性。
建筑结构设计中的隔震减震措施
建筑结构设计中的隔震减震措施摘要：建筑结构设计隔震减震措施的应用对于防范地震来说具有非常重要的意义。
高层建筑结构设计中的隔震减震措施应用具有较高的现实意义。
因此在实际工作开展的过程当中相关的工作人员一定要不断地加强这方面的研究，积极的采取一些现代化的手段，才能够有效改善建筑结构中有可能存在的一些安全隐患，能够让人们的生命财产安全得到一定的保障。
关键词：建筑结构设计；隔震减震；措施1房屋建筑抗震设计1)抗震设计的重要性。
近年来，我国城市地震发生较为频繁，造成了严重的经济损失，并且对人们的人身安全造成了威胁。
从房屋建筑结构角度来看，当前大部分房屋建筑设计缺少抗震性能的优化，以建筑建设基本要求为主，因抗震建筑建设技术落后，刚度控制不佳，导致地震灾害对人们的生活造成较大影响。
随着城市化的快速发展，城市人口密集度将持续增加，楼房建筑占据比例越来越高。
为了打造便利的生活条件，很多楼房建筑以“底商+住房”结构为主，在底层设置了底商，以便人们购买生活必备品。
所以，如何加强建筑结构抗震性能，减少地震带来的危害，成为了当前建筑结构设计中重要的待解决问题。
2)抗震设计基本原则。
(1)简化性。
简化房屋建筑结构，对提升建筑抗震性能帮助较大。
因此，在将抗震设计融入到房屋建筑结构设计中时，应尽可能简化建筑结构，避免过于复杂的设计。
对于本文研究的底商型房屋建筑，需要预留足够的活动空间，从设计技术和性能提升两个角度出发，改善建筑抗震性能。
(2)抵抗性。
建筑抵抗性是保证抗震性能的关键，要求合理控制建筑结构中各个部位的刚度，使其达到标准要求，结合力学分析，检验建筑结构稳定性。
当建筑遭遇地震时，加强房屋结构受力平衡，以此抵御地震带来的破坏。
(3)整体性。
建筑结构抗震设计要求设计全面，将建筑整体作为设计对象，仅提升某一部位的抗震性能无法达到预期效果。
所以，要求科学且全面地分析各项影响因素，根据建筑所处地区实际情况，针对存在的震害，提出抗震优化策略。
建筑结构的减震设计方法
建筑结构的减震设计方法建筑结构的减震设计是现代建筑领域的一个重要研究方向。
随着人们对建筑安全性和舒适性要求的提高，减震设计已成为建筑师和工程师面临的重要挑战。
本文将介绍几种常见的建筑结构减震设计方法。
1. 弹簧阻尼系统弹簧阻尼系统是一种常用的减震设计方法。
它通过在建筑结构中添加弹簧元件来吸收地震产生的能量。
这种方法的基本原理是在结构与地基之间设置一系列竖向的弹簧，当地震波通过结构时，弹簧会发生变形，从而吸收能量。
弹簧阻尼系统的优点是结构减震效果好、成本较低。
然而，由于弹簧会产生一定的压缩变形，需要定期检查和维护，以确保其正常运行。
2. 液体阻尼器液体阻尼器是另一种有效的建筑结构减震设计方法。
它通过利用液体的黏性和流动性质来吸收地震能量。
液体阻尼器由液体和密封的容器组成，当地震波通过结构时，液体在容器内产生流动，从而起到减震的作用。
液体阻尼器具有易于维护、减震效果可调、适用于不同类型的建筑等优点。
然而，液体阻尼器的设计和施工较为复杂，需要确保液体的稳定性和密封性。
3. 摩擦阻尼器摩擦阻尼器是一种利用摩擦力来吸收地震能量的减震设计方法。
它通过将摩擦材料作为结构的一部分，当地震波通过结构时，摩擦材料产生阻力，从而减小结构的位移。
摩擦阻尼器的优点是结构减震效果好、施工相对简单、适用于不同类型的建筑等。
然而，摩擦阻尼器在长期使用后可能会出现磨损和失效，需要定期检查和更换。
4. 质量调谐方式质量调谐方式是一种基于质量和刚度之间相互影响的减震设计方法。
它通过调整建筑结构的质量分布来控制结构的固有周期，从而降低地震响应。
质量调谐方式的优点是减震效果好、成本相对较低。
然而，质量调谐方式对结构的刚度要求较高，需要在设计和施工过程中精确控制。
综上所述，建筑结构的减震设计是一项复杂而重要的工作。
通过弹簧阻尼系统、液体阻尼器、摩擦阻尼器和质量调谐方式等方法，可以有效降低建筑结构对地震的响应。
未来，随着科学技术的进步，建筑结构减震设计也将迎来新的发展和突破。
建筑抗震与设防-第八章 减震隔震概要
第八章 隔震、减震与结构控制初步
建筑结构抗震设计
3.滑动支座隔震 这种隔震方法是在上部结构与基础之间设置可 以相互滑动的滑板。风载或小地震时，静摩擦力使 结构固结于基础之上。大震时，结构水平滑动，地 震作用减小，滑板间摩擦阻尼同时消耗地震能量。 为控制滑板间的摩擦力以满足隔震要求，通常 在滑板间加设滑层。常用的滑层材料有聚氯乙烯板、 砂粒、铅粒、滑石、石墨等。 4.其他隔震装置 摇摆式隔震支座；不倒翁式隔震房屋等。
辽宁工程技术大学
第八章 隔震、减震与结构控制初步
建筑结构抗震设计
8.3.2
耗能减震装置
1.阻尼器 阻尼器通常安装在支撑处、框架与剪力墙的连接处、梁 柱连接处以及上部结构与基础连接处等有相对变形或相对位 移的地方。在基底隔震系统中，阻尼器常与隔震装置相配合 使用。常用的阻尼器有以下几种:
活塞式阻尼器 摩擦阻尼器
第8章隔震、减震与结构控制初步
§8.1 结构抗震设计思想的演化与发展 §8.2 隔震原理与方法 §8.3 减震原理与方法 §8.4 结构主动控制初步
第八章 隔震、减震与结构控制初步
建筑结构抗震设计
8.1结构抗震设计思想的演化与发展
刚性结构体系：结构地震反应接近地面地震运动，一般不 发生结构强度破坏但浪费材料。 柔性结构，通过大大减少结构物的刚性来避免结构与地面 运动发生类共振，从而减轻地震力。但是，这种结构体系在 地震动作用下结构位移过大，在较小的地震时即可能影响结 构的正常使用 延性结构通体系过适当控制结构物的刚度与强度，使结构 构件在强烈地震时进人非弹性状态后仍具有较大的延性，从 而可以通过塑性变形消耗地震能量，使结构物至少保证“坏 而不倒”，在现代抗震设计中，实现延性结构体系的设计是 工程师所追求的抗震基本目标。
建筑结构隔震与减震设计
CHAPTER
建筑结构隔震设计
隔震设计是一种通过在建筑物或构筑物的基础或结构层中设置隔震支座、阻尼器或滑移层等隔震装置，以减小地震能量向上部结构传输，从而减小地震对上部结构的影响。
隔震设计原理
根据隔震装置的性能和用途，隔震设计可分为积极隔震和消极隔震。积极隔震是通过增加隔震装置的阻尼和刚度等参数来主动减小地震对上部结构的影响；消极隔震则是通过增加隔震装置的变形能力和耗能能力来减小上部结构的加速度反应。
建筑结构隔震与减震设计的优化与改进建议
研发新型高性能材料，提高建筑结构材料的弹性、塑性和韧性，以增强结构的抗震性能。
材料性能提升
改进和优化建筑结构的节点、连接和构造细节，提高结构的整体性和稳定性。
构造细节优化
根据地震动的特性和结构的地震响应，选择适合的建筑材料和构造方式。
考虑地震动特性
实验验证重要性
原理
建筑结构隔震与减震联合设计是一种通过优化建筑结构布局、隔震支座和阻尼器等元件的组合，以实现地震作用下建筑结构安全性和稳定性的提高。
分类
根据不同的分类标准，可以将联合设计分为多种类型，如根据使用元件类型、结构形式、地震作用方向等。
主要包括地震作用下的位移、速度、加速度等响应指标，以及结构安全性、稳定性、经济性等综合指标。
进行足尺或缩尺的实验验证，为数值模拟结果提供有效的对比和验证手段。
数值模拟精细化
采用更精细的数值模拟方法，如有限元分析、有限差分分析等，模拟地震作用下结构的响应和性能。
量测地震反应
在地震中或人工地震台上对建筑结构进行实地测试或实验，获取实测数据，为改进设计提供依据。
智能化设计
利用人工智能、机器学习等技术，实现建筑结构的智能化设计，提高设计效率和精度。
第8章建筑结构减震隔震设计讲解
第8章建筑结构减震隔震设计讲解建筑结构减震、隔震设计是在建筑设计中非常重要的一部分，可以大大提高建筑物的抗震能力，减少地震对建筑物的损坏和威胁。
本章将对建筑结构减震、隔震设计进行讲解。
1.建筑结构减震设计建筑结构减震设计是通过在建筑结构中引入减震装置，减少地震能量对建筑物产生的影响。
常见的减震装置有隔震支座、减震支撑、摩擦减震器等。
（1）隔震支座隔震支座是将建筑物与地基隔离，减少地震能量的传递。
它由橡胶、钢板等材料制成，能够在地震时发生形变，吸收地震能量。
隔震支座能够有效减少地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震能力。
（2）减震支撑减震支撑是通过设置支撑装置，将建筑物与地基连接起来，减少地震能量的传递。
减震支撑一般采用液体阻尼器、粘滞阻尼器等装置。
它们能够在地震时发挥一定的阻尼作用，减少地震对建筑物的影响。
（3）摩擦减震器摩擦减震器是通过在结构连接处设置摩擦装置来减少地震能量的传递。
摩擦减震器通常由摩擦片、压力板等组成，当地震发生时，摩擦减震器能够在摩擦力的作用下发生滑动，吸收地震能量。
2.建筑结构隔震设计建筑结构隔震设计是通过在建筑物与地基之间设置隔震装置，减少地震能量对建筑物的传递。
常见的隔震装置有橡胶隔震层、空气隔震层等。
（1）橡胶隔震层橡胶隔震层是将建筑物与地基分离，通过橡胶材料的柔性来减少地震能量的传递。
橡胶隔震层能够有效减少地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震能力。
（2）空气隔震层空气隔震层是在建筑物与地基之间设置空气垫，通过空气的弹性来减少地震能量的传递。
空气隔震层能够在地震时发生形变，吸收地震能量，减少对建筑物的影响。
建筑结构减震、隔震设计可以有效提高建筑物的抗震能力，减少地震对建筑物的损坏和威胁。
在建筑设计中，需要根据地震活动的频率、振动频率和建筑物的结构特点来选择适合的减震、隔震装置。
同时，还需要考虑建筑物的使用功能和经济性，综合进行设计。
通过科学合理的减震、隔震设计，可以有效保护建筑物和人员的安全。
建筑中的建筑物减震设计
建筑中的建筑物减震设计在建筑领域，减震设计是一个关键的考虑因素。
随着人们对建筑安全性的要求越来越高，减震技术也得到了广泛应用。
本文将介绍建筑中的建筑物减震设计原理和方法，并探讨其在大城市中的实际应用。
1. 建筑物减震设计的原理建筑物减震设计的主要原理是通过采取一系列的结构措施，减少地震对建筑物的影响，保护人们的生命财产安全。
其中，常用的减震设计方法包括基础减震、结构减震和隔震。
1.1 基础减震基础减震是通过在建筑物的基础上设置减震装置减少地震能量的传递。
常见的基础减震装置包括隔震基础、承台减震装置和减震支座等。
这些装置可以有效地将地震荷载分散和吸收，降低地震对建筑物的冲击。
1.2 结构减震结构减震是通过在建筑物的结构中设置减震装置来减少地震的破坏。
常见的结构减震装置有减震墙、剪力墙和阻尼器等。
这些装置可以吸收地震能量，减少结构的振动，提高建筑物的抗震性能。
1.3 隔震隔震是通过在建筑物的上部设置隔震层，将建筑物与地面隔离开来，减少地震对建筑物的传递。
常见的隔震装置有隔震支座、弹簧隔震器和液体隔震器等。
这些装置可以有效地减少地震对建筑物的冲击，保护建筑内部设备和人员的安全。
2. 建筑物减震设计的方法建筑物减震设计方法的选择取决于地震烈度、建筑物类型和施工成本等因素。
在实际设计中，常用的减震设计方法包括摇摆屋顶、减幅器和拉链梁等。
2.1 摇摆屋顶摇摆屋顶是一种通过在建筑物的屋顶设置可摇摆的结构，来减少地震对建筑物的破坏。
摇摆屋顶可以利用摇摆的原理，将地震能量转化为屋顶的振动，从而保护建筑物的其它部分。
2.2 减幅器减幅器是一种通过在建筑物的结构中设置可以调节振动幅度的装置，来减少地震的影响。
减幅器可以根据地震的强弱自动调节其阻尼和刚度，从而降低建筑物的破坏程度。
2.3 拉链梁拉链梁是一种通过在建筑物的结构中设置具有可拉伸能力的梁，来减少地震对建筑物的冲击。
拉链梁可以在地震发生时发挥其延性效应，吸收地震能量，并减少地震对建筑物的破坏。
建筑抗震与隔震减震方案
建筑抗震与隔震减震方案建筑抗震与隔震减震方案地震是一种地球自然现象，它给人类的生活和建筑物造成了极大的威胁和破坏。
为了保护人们的生命财产安全，建筑抗震与隔震减震方案被广泛应用于建筑工程中。
本文将详细介绍建筑抗震与隔震减震方案。
建筑抗震是指通过良好的设计、施工和材料选择，使建筑物具备一定的抗震能力，减少在地震中的损害。
建筑抗震设计的基本原则包括结构强度、刚度、稳定性和变形性等。
钢结构比混凝土结构更加适合抗震设计，因为钢结构具有更高的强度和韧性，能够更好地吸收和分散地震产生的能量。
除了结构设计之外，建筑物的施工质量也是影响抗震能力的重要因素。
建筑施工中，需要确保材料的质量和正确的施工方法。
此外，建筑物的维护和保养也是保证抗震能力的关键。
定期检查和维修建筑物，使其保持良好的状态，能够增加其抗震能力。
与抗震有关的同时，隔震减震是另一种常见的抗震措施。
隔震减震是通过一系列的减震装置或层状结构来降低建筑物在地震中的震动幅度，减少地震对于建筑物的损坏。
隔震减震通过分离结构系统和地震运动，减少了地震对建筑物的传递，从而保护了建筑物的完整性和安全性。
隔震减震技术通常包括使用隔震支座、阻尼器和可控阻尼器等装置。
隔震支座是一种橡胶或钢制成的装置，它被安放在建筑物和地基之间，起到减震隔震的作用。
阻尼器和可控阻尼器可以增加结构的耗能能力，降低地震产生的能量。
在隔震减震设计中，还需要考虑建筑物的质量和刚度分布。
质量分布的合理安排可以减小地震反应，而刚度分布的合理调整可以减小地震集中效应。
此外，隔震减震设计还需要考虑建筑物的水平位移和反应时间。
总之，建筑抗震与隔震减震方案是保护人们生命财产安全的重要措施。
通过良好的设计、施工和维护，建筑物能够具备一定的抗震能力，并通过隔震减震装置减少地震对建筑物的破坏。
在未来的建筑设计和施工中，我们应当更加重视抗震与隔震减震方案，以保护人们的安全和财产。
第8章 建筑结构减震、隔震设计讲解
翼缘
橡胶板
铅芯 钢板
增大阻尼
2.滑移隔震 这种隔震方法是在房屋基础顶面设置滑移层。风载或 小地震时，静摩擦力使结构固结于基础之上，大震时，静 摩擦力被克服，结构水平滑动，地震作用减小，滑移层间 摩擦阻尼同时消耗地震能量。为控制滑移层间的摩擦力以 满足隔震要求，通常采用的滑移层材料为钢摩擦滑板、石 墨、砂料、涂层垫层及聚四氟乙烯等
上部结构底板及基础上圈梁
圆锥棒限 位阻尼器
滑移隔 震装置
基础下 圈梁
3.滚珠及滚轴隔震 用高强合金制成的滚珠或滚轴涂以防锈或润滑涂层后置于上部 结构与基础之间，地震作用下，滚珠或滚轴滚动而达到隔震目的。 滚珠隔震可以将滚珠做成圆形置于平板或凹板上，也可将滚珠做成 椭圆形以形成恢复力；而滚轴隔震通常做成上、下两层彼此垂直的 滚轴，以保证能在两个方向上滑动。滚珠或滚轴能把地面运动几乎 全部隔开，具有明显的隔震效果
8.2.3 基础隔震结构设计
(3) 隔震支座在罕遇地震作用下的水平位移验算。 罕遇地震下的隔震层刚度中心水平位移宜采用时程分析法计算， 对砌体结构及与其基本周期相当的结构，可按简化式计算。
4.基础及隔震层以下结构的设计 基础设计时不考虑隔震产生的减震效应，按原设防烈度进行抗 震设计。当隔震层以下有墙、柱等结构时，其地震作用和抗震验算， 应釆用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。 5.竖向地震作用的计算 由于目前的橡胶隔震支座对竖向地震几乎没有减震效果，因此， 须在隔震建筑设计时考虑这一因素。主要是在隔震层以上结构和隔 震层设计中考虑这一因素。
表12.2.7 隔震层以上结构抗震措施要求与水平向减震系数的对应关系 水平向减震系数 ≥0.45 <0.45 设防烈度 (设计基本加速度) 9 (0.40g) 9(0.40g) 8(0.20g) 8 (0.30g) 8(0.30g) 7(0.15g) 8 (0.20g) 8(0.20g) 7(0.10g) 7 (0.15g) 7(0.15g) 7(0.10g) 7 (0.10g) 7(0.10g) 6(0.05g)
房屋建筑学第8章 隔震
第8章隔震、减震与控制§8.1 概述自1972年美裔华人学者J.T. P.Yao提出了土木工程结构振动控制的概念以来，经过广大科学家和工程师的不断努力，结构振动控制的研究从理论、实验到应用都取得了丰硕的成果。
传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能（强度、刚度、延性）来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，这是被动消极的抗震对策。
由于人们尚不能准确地估计未来地震灾害作用的强度和特性，按传统抗震方法设计的结构不具备自我调节的能力。
因此，结构很可能不满足安全性的要求，而产生严重破坏和倒塌，造成重大的经济损失和人员伤亡。
合理有效的抗震途径是对结构施加控制装置（系统），由控制装置与结构共同承受地震作用，即共同储存和耗散地震能量，以调谐和减轻结构的地震反应。
这种结构抗震途径称为结构减震控制。
这是积极主动的抗震对策，是抗震对策的重大突破和发展。
结构减震控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制，见图8.1。
基础隔震被动控制耗能减震吸振减震主动拉索主动控制主动支撑主动质量阻尼结构减震控制智能材料自控变刚度半主动半主动控制变刚度变阻尼半主动混合控制半主动与主动混合图8.1 结构减震控制分类（1）被动控制不需要外部能源输入提供控制力，控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。
如基础隔振、耗能减震和吸振减震等均为被动控制。
（2）主动控制需要外部能源输入提供控制力，控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。
主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器3部分组成。
主动控制是将现代控制理论和自动控制技术应用于结构抗震的高新技术。
（3）半自动控制不需要外部能源输入直接提供控制力，控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。
（4）混合控制不同控制方式相结合的控制方法。
结构减震控制的研究与应用已有近30年的历史。
以改变结构频率为主的隔震技术是结构抗震控制技术中研究和应用最多、最成熟的技术，国内外已建隔震建筑数百幢，并且隔震技术在桥梁、地铁等工程中大量应用，其中一些隔震建筑已在几次大地震中成功经受考验。
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8.4背景知识 工程结构减震控制包括隔震、消能减震和各种被动控制、主动 控制、混合控制等内容。传统的抗震结构体系是通过“加强结构” 的途径来提高结构的抗震能力，但结构减震控制体系则是通过调整 结构动力特性的途径，大大减小了结构在地震（或强风）中的振动 反应，从而保护结构以及结构内部的设备、仪器、网络和装饰物等 不受任何损害。这是一种采用新概念、新机理的新结构体系、新理 论和新技术方法。在很多情况下，它更加安全和经济，它为工程结 构的地震防护、减振抗风提供了一条崭新的途径，日益引起国内外 学术界、工程界的兴趣和重视。目前，这个新领域仍处于不断发展 和完善的阶段，随着技术的成熟和现代化社会的发展，工程结构减 震控制技术将会越来越广泛地被应用，将取得显著的社会效益和经 济效益。
8.2.4 隔震结构构造要求
(1) 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震 层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施适应隔 震层的罕遇地震水平位移。
(2)隔震层以上结构的隔震措施 ①隔震层以上结构应采取不阻碍隔震层在罕遇地震下发生大变形； ②隔震层顶部应设置梁板式楼盖，隔震层与上部结构的连接，隔震 层顶部梁板的刚度和承载力，宜大于一般楼面梁板的刚度和承载力； ③隔震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0m； ④外露的预埋件应有可靠的防锈措施。预埋件的锚固钢筋应与钢板 牢固连接，锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径，且不应 小于250mm等。
A 小阻尼 位 移 反应 B
小阻尼
上部 结构 隔震层
A B 大阻尼 C
下部结构
C
大阻尼
T0
T1
周期（s）
T0
T1
周期（s）
隔震前结构周期
隔震结构周期
结构隔震体系主要适用于下列工程: (1)地震区的民用建筑，例如住宅、办公室、教学楼、 宿舍楼、剧院、旅馆、大商场等。 (2)地震区的生命线工程，例如:医院、急救中心、指挥中 心、水厂、电厂、粮食加工厂、通信中心、交通枢纽、 机场等。 (3)地震区的重要建筑结构物，例如:重要历史性建筑、博 物馆、重要纪念性建筑物、文物或档案馆、重要图书资 料馆、法院、监狱、危险品仓库、有核辐射装置等。 (4)内部有重要仪器设备的建筑结构物，例如，计算机中 心、精密仪器中心、实验中心、检测中心等。 (5)桥梁、架空输水渠、雷达站、天文台等重要结构物。
③质量调谐减震技术；
②消能减震技术； ④主动控制技术；
⑤混合控制技术
隔震技术
消能减震技术
工程结构减震控制
被动调谐减震技术
主动控制技术
①调谐质量阻尼器” TMD
（Tuned Mass Damper）
混合控制技术
②调谐液体阻尼器”TLD
（Tuned Liquid Damper）
作动器拖动附加质量阻 尼器AMD (Active Mass Damper)
上部结构底板及基础上圈梁
圆锥棒限 位阻尼器
滑移隔 震装置
基础下 圈梁
3.滚珠及滚轴隔震 用高强合金制成的滚珠或滚轴涂以防锈或润滑涂层后置于上部 结构与基础之间，地震作用下，滚珠或滚轴滚动而达到隔震目的。 滚珠隔震可以将滚珠做成圆形置于平板或凹板上，也可将滚珠做成 椭圆形以形成恢复力；而滚轴隔震通常做成上、下两层彼此垂直的 滚轴，以保证能在两个方向上滑动。滚珠或滚轴能把地面运动几乎 法
8.3.1 消能减震原理 结构消能减震技术的实质是在结构的某些部位设置消 能装置（或构件），通过消能装置（或构件）来大量消散 或吸收地震输入结构中的能量，有效减小主体结构的地震 反应。装有消能装置的结构称为消能减震结构。
传统抗震结构 消能减震结构
Ein ER ED ES
P
粘弹性阻尼器
钢板2 钢板1
Δ
滞回曲线
1
2 3
4
5
6
7
F
F
1 油缸 2 活塞 3 阻尼孔 4 导杆 5 液压油 6 油缸盖 7 副缸
P
粘滞阻尼器
Δ
滞回曲线
2.消能部件 消能部件是由消能装置及结构中的支撑、墙体、梁或 节点等构件组成的消能减震系统。在设计中可采用如下方 式构成消能部件。
(a)
(b)
隔震结构体系 TMD被动控制体系 AMD主动控制体系
消能减震体系
8.2 基础隔震设计原理及方法
8.2.1 基础隔震原理
结构隔震是工程结构减震控制技术之一。基础隔震设计的基本 思想是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地 基中的基础顶面分离开，从而限制地震动向结构的传递
加 速 度 反 应
故宫的主要建筑都建在大理石高台之上，下面有这样 一层柔软的糯米层，就能够在一定程度上把建筑物与地震 隔离开来，使建筑物免遭震害。
8.1概
述
在抗震设计的早期，人们曾试图将建筑结构设 计为“刚性结构体系”，要求其不发生强度破坏。 但该种结构体系不经济，且较难实现；人们还设想 了“柔性结构体系”，即通过减小结构的刚性来避 免结构与地面运动发生共振，从而减小地震作用。 但该种结构体系层间位移较大，在很多情况下不能 满足设计和使用要求。 震害表明，将建筑结构设计为“延性结构体系” 是适宜的，对抗震是有利的。
本章小结
本章主要介绍了基础隔震、消能减震体系的减震 机理、工作特性和适用范围，基础隔震设计的水 平向减震系数确定方法和构造措施，还介绍了消 能减震结构的设计要点和设计步骤。
Cx K h x M g M x x
zeq
图8.16 隔震结构 计算简图
eq
K i i
i 1
n
Kh
K h Ki
i 1
n
8.2.3 基础隔震结构设计
2.隔震层上部结构的抗震计算 隔震层上部结构的抗震计算可采用底部剪力法或时程分析法。 采用时程分析法计算时，计算简图可采用图8.16所示的剪切型结构 模型。 采用底部剪力法时，隔震层以上结构的水平地震作用，沿高度 可采用矩形分布，但应对反应谱曲线的水平地震影响系数最大值进 行折减，即乘以“水平向减震系数”。 3.隔震层的设计与计算 (1)设计要求 隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的 验算。 (2)橡胶隔震支座平均压应力限值和拉应力 规定橡胶隔震支座在永久荷载和可变荷载作用下组合的竖向平 均压应力设计值，不应超过表8-2的规定，且在罕遇地震作用下 水减震系数 不宜出现拉应力。
8.2.3 基础隔震结构设计
(3) 隔震支座在罕遇地震作用下的水平位移验算。 罕遇地震下的隔震层刚度中心水平位移宜采用时程分析法计算， 对砌体结构及与其基本周期相当的结构，可按简化式计算。
4.基础及隔震层以下结构的设计 基础设计时不考虑隔震产生的减震效应，按原设防烈度进行抗 震设计。当隔震层以下有墙、柱等结构时，其地震作用和抗震验算， 应釆用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。 5.竖向地震作用的计算 由于目前的橡胶隔震支座对竖向地震几乎没有减震效果，因此， 须在隔震建筑设计时考虑这一因素。主要是在隔震层以上结构和隔 震层设计中考虑这一因素。
U型软钢板
滚珠或滚轴
8.2.3 基础隔震结构设计
《建筑抗震设计规范》对隔震设计提出了分部设计法和水平减震系 数的概念。分部设计方法是把整个基础隔震结构体系分成上部结构 (隔震层以上结构)、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分，分别 进行设计。
水平减震系数
( i ) max / 0.7
i Qgi / Qi
表12.2.7 隔震层以上结构抗震措施要求与水平向减震系数的对应关系 水平向减震系数 ≥0.45 <0.45 设防烈度 (设计基本加速度) 9 (0.40g) 9(0.40g) 8(0.20g) 8 (0.30g) 8(0.30g) 7(0.15g) 8 (0.20g) 8(0.20g) 7(0.10g) 7 (0.15g) 7(0.15g) 7(0.10g) 7 (0.10g) 7(0.10g) 6(0.05g)
8.2.2常用隔震方法
1.橡胶垫隔震 夹层橡胶垫是最常见的隔震装置，基本构造如图8.12所示，由 薄橡胶片与钢板分层交替叠合，经高温硫化粘结而成。薄钢板可限 制橡胶片的横向变形，但对橡胶片的剪切变形影响很小，因此，支 座的竖向刚度很大，而水平刚度却很小。
立面图 断面图
中间钢板 保护橡胶 橡胶层
ds
消能交叉支撑 摩擦消能支撑
消能偏心支撑
消能隅撑
3.消能墙减震
消能墙实质上是将阻尼器或消能材料用于墙体所形成的消能 构件或消能子结构。
(1) 周边消能墙。 (2) 摩擦消能墙。
图.30 周边消能墙
8.3.3消能减震结构设计要点
消能减震结构设计采用两阶段设计方法：(1)多遇地展作用 下的弹性阶段验算，进行承载力计算和弹性变形验算；(2)罕 遇地展作用下的变形验算，鉴于此阶段消能器可大量耗散地 震能量，降低结构的地震反应。其他参见教材。
Ein ER ED ES E A
消能构件或 消能装置消 耗能量 结构破坏 耗能
8.3.2 消能减震方法
1.阻尼器消能减震 阻尼器通常安装在支撑处、框架与剪力墙的连接处、 梁柱连接处以及上部结构与基础连接处等有相对变形或相 对位移的地方。
P
P
摩擦阻尼器
Δ
Δ
P
金属屈服型阻尼器
Δ
粘弹性材料
第 8章
结构隔震及减震设计
本章教学目标与要求
⒈了解结构减震控制技术的基本概念
⒉了解基础隔震设计原理和方法
⒊了解消能减震设计原理和方法
导入案例
北京故宫博物院是明成祖永乐帝从 1406年起历时14 年建造的一座皇城，城内数百个大小不同的建筑物排列成 一个巨大的建筑群。这座现存的中世纪木结构建筑群虽然 在地震区内，但受到的地震灾害却很少。为什么呢？在 1975年开始的故宫设备配管工程中，从中枢部位地下 56m处挖掘出略带粘性的物质，检查结果是一层煮过的糯 米拌石灰。