结构消能减震技术
第六章工程结构消能减震设计简介
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第六章工程结构消能减震设计简介
6.2.2 基础隔震装置
隔震装置由隔震器、阻尼器和复位装置组成 隔震器的作用:支承上部结构全部质量,延长结构自振
周期,同时具有经历较大变形的能力 阻尼器的作用:消耗地震能量,抑制结构可能发生的过
大位移 复位装置的作用:提高隔震系统早期刚度使结构在微震
或风载作用下,能够具有和普通结构相同的安全性
这样,总之香港汇丰银行大楼通过炫耀技术的悬
挂结构,代替了鸡腿建筑,实现了柯布的早期理
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想。
第六章工程结构消能减震设计简介
•6.2.3 悬挂隔震实例
• 和田先生则以自己敏锐的抗震思维,通过将 隔震和悬挂合二为一,为底部开敞的悬挂结构赋予 了更充分的结构抗震的合理性,建筑理想的实现多 么依赖于结构工程技术的进步。 • • 在清水建设的支持下,在清水建设技术研究 所的门口按照和田先生的想法建造起来一座四层的 钢筋混凝土悬挂隔震示范建筑,如下页的小图所示。
• 10年后重建,并增加了抗震强度。
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第六章工程结构消能减震设计简介
6.2.3 悬挂隔震实例
l “鸡腿建筑” 最初的希望将地面空间还给城市,还给市民的 理想也随之被扭曲。即使建筑师自己不去否定鸡腿建筑,它 们也注定要被结构师否定,尤其是在地震危险性较高的地区。 香港人自以为占了块风水宝地,永远不会地震,确实那也真 的没被怎么震过,于是肆无忌惮的在山坡和港湾建造了大量 的鸡腿建筑,而且还相当骨感,真让人替他们担心。建筑的 形式不是由单单由建筑师决定的,也不是单单由结构师决定 的,还有追求经济利益的业主。底部沿街楼层对开敞的大空 间有挥之不去的商业热情,建筑师和结构师的工作就是尽量 满足这种商业需求。
消能减震报告
消能减震报告
报告人:xxxxx
报告时间:xxxx年xx月xx日
1.引言
消能减震是一种重要的结构减震技术,可以有效降低建筑物在地震作用下的振动响应,提高其抗震能力。
本报告旨在对消能减震技术进行探讨并介绍其在实际工程中的应用效果。
2.消能减震原理
消能减震技术是一种以消耗动能为目的的结构减震技术。
在地震作用下,结构产生位移,位移过程中会转化为动能,通过消能减震器将动能转化为热能和其他形式的能量进行消耗,从而达到降低结构的振动响应的目的。
3.消能减震技术在实际工程中的应用
消能减震技术广泛应用于高层建筑、桥梁、矿山设备等工程领域。
在高层建筑中,消能减震技术被广泛用于大型商业建筑和办公楼等建筑物,通过消能减震器的设置,可以显著降低建筑物的振动响应,增加其抗震能力。
4.消能减震技术在实际工程中的效果及问题
消能减震技术在实际应用中表现出了很好的效果,能够显著降低建筑物的振动响应,保护建筑物和人民的安全。
但是,在消能减震技术应用中也存在着一些问题,例如消能减震器的安装和维护需要一定的技术力量和成本,操作不当可能会导致事故发生。
5.结论
消能减震是一种重要的结构减震技术,其在实际工程中的应用效果显著,可以提高建筑物的抗震能力。
但是,在应用过程中也需要注意操作技术和安全问题,以达到最佳的应用效果。
消能减震设计讲解
不考虑扭转影响时,消能减震结构在其水平 地震作用下的总应变能,可按下式估算:
Ws=1 / 2FiUi
Fi——质点i的水平地震作用标准值; Ui——质点i对应于水平地震作用标准值的位 移。
速度相关型消能器在水平地震作用下所消耗 的能量Wc,可按下式估算:
消能减震结构中的消能部件应沿 结构的两个主轴方向分别设置,消能 部件宜设置在层间变形较大的位置, 其数量和分布应通过综合分析合理确 定,并有利于提高整个结构的消能减 震能力,形成均匀合理的受力体系。
消能减震结构计算要点
(1)消能减震结构一般应采用非线性静力分 析法或非线性时程分析法计算。当主体结构 基本处于弹性工作阶段时,可采用线性分析 方法作近似估算,并根据结构的变形特征和 高度等,采用底部剪力法、振型分解反应谱 法和时程分析法。其地震影响系数可根据消 能减震结构的总阻尼比按《规范》的规定计 算。
粘滞阻尼器
一般Kd=0,Cd= C0 ,阻尼力仅与速度有关, 可表示为:
Fd Cd
C0为粘滞阻尼器的阻尼系数,可由阻尼器的 产品型号或由试验确定。
粘弹性阻尼器
刚度Kd和阻尼系数Cd一般由下式确定:
AG( ) Kd
( )AG( )
Cd
η(ω)和 G(ω)分别是粘弹性材料的损失因子
和剪切模量,一般与频率和速度有关,由粘弹 性材料特性实验曲线确定,A和δ 分别是粘弹 性材料层的受剪面积和厚度,ω是结构振动的 频率,对于多自由度结构, ω可取结构弹性
振动的基本固有频率。
(2)滞变型消能器的恢复力模型
软钢类消能器具有类似的 滞回性能,仅其特征参数不同。 通常可采用图(a)所示的折线 形模型来描述。摩擦消能器和 铅消能器的滞回曲线近似为 “矩形”,基本不受荷载大小、 频率、循环次数等影响,故可 采用图(b)所示的刚塑性恢 复力模型。
建筑结构消能减震设计与案例
建筑结构消能减震设计与案例建筑结构消能减震是指在建筑结构设计中采用一系列的措施和技术,以减轻地震对建筑物的破坏和影响。
下面列举了10个建筑结构消能减震的设计案例:1. 摩天大楼的消能减震设计:摩天大楼在地震中所受到的地震力较大,因此需要采用消能减震技术来减轻地震力对大楼的影响。
例如,可以在大楼的底部设置消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对大楼的破坏。
2. 桥梁的消能减震设计:桥梁是地震中易受损的结构之一,因此需要采取相应的消能减震措施。
例如,可以在桥梁的支座处设置消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对桥梁的影响。
3. 地下建筑的消能减震设计:地下建筑在地震中容易受到地震力的影响,因此需要采用消能减震技术来减轻地震力对地下建筑的影响。
例如,可以在地下建筑的结构中设置消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对地下建筑的破坏。
4. 钢结构建筑的消能减震设计:钢结构建筑具有较好的抗震性能,但在地震中仍然可能受到较大的地震力。
因此,钢结构建筑需要采用消能减震技术来进一步提高其抗震性能。
例如,可以在钢结构建筑的柱子和梁上安装消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对钢结构建筑的破坏。
5. 混凝土结构建筑的消能减震设计:混凝土结构建筑具有较好的抗震性能,但在地震中仍然可能受到一定的地震力。
因此,混凝土结构建筑需要采用消能减震技术来进一步提高其抗震性能。
例如,可以在混凝土结构建筑的柱子和梁上设置消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对混凝土结构建筑的破坏。
6. 地震防护结构的消能减震设计:地震防护结构是一种专门用于抵御地震力的结构,它采用了多种消能减震技术来提高其抗震性能。
例如,可以在地震防护结构的支撑系统中设置消能减震器,通过减震器的弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对地震防护结构的影响。
7. 防震设备的消能减震设计:防震设备是一种用于减轻地震力对建筑物影响的设备,它通过自身弹性变形来吸收地震能量,从而减轻地震对建筑物的破坏。
结构隔震消能减震设计
结构隔震消能减震设计结构隔震和消能减震设计是地震工程领域中的重要技术,其目的是通过特殊的结构和材料设计,减少地震对建筑物及其内部设备的破坏。
一、结构隔震设计结构隔震是一种将结构物与土壤或地基隔开的设计方法,通过降低结构物受地震力的传递,减少地震对结构物的影响。
结构隔震设计一般包括以下几个方面:1.隔震系统选择:结构隔震系统通常包括隔震支座、隔震层和支撑系统。
常见的隔震支座有橡胶隔震支座、钢球隔震支座等。
不同类型的隔震支座具有不同的性能和适用范围,需要根据实际情况选择。
2.隔震层布置:隔震层一般位于地面以上,可以用于减震和减少地震波对建筑物的传递。
隔震层的布置要考虑结构的刚度、强度、稳定性等因素,以及地震的频率和能量。
3.支撑系统设计:支撑系统是隔震层与结构之间的连接,要具有良好的刚度和耐力,以保证隔震系统正常工作。
4.结构模型分析:隔震设计需要进行结构模型分析,考虑地震力、地震波特性、结构响应等因素,通过计算分析得出隔震设计的参数和指标。
隔震设计的优点在于能大幅度减少地震对结构物的破坏,提高结构物的抗震性能和安全性。
然而,隔震设计也存在一些挑战,如隔震支座的设计和施工比较复杂,造价较高等问题。
消能减震设计是通过在结构中引入特殊的减震装置,通过消耗、分散地震能量,减小地震对建筑物的影响。
消能减震设计一般包括以下几个方面:1.减震器选择:减震器是消能减震设计的核心装置,根据荷载类型和地震响应要求,可以选择液压减震器、摩擦式减震器、摇摆巨型减震器等减震器。
不同类型的减震器各有优劣,需要根据具体工程的特点和要求选择合适的减震器。
2.减震器布置:减震器的布置是消能减震设计中的关键环节,需要考虑结构的刚度、强度、减振效果等因素,合理地布置减震器,以达到最佳减震效果。
3.减震装置与结构连接:减震装置与结构的连接需要具有适当的刚度和耐力,以保证减震器的正常工作。
连接部位的设计和施工要符合相关的规范和标准,确保结构的安全性。
结构消能减震技术
结构消能减震技术随着城市化进程的加快和城市人口的不断增加,对于建筑物的安全性要求也越来越高。
地震是世界各地常见的自然灾害之一,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
因此,地震减灾成为了建筑领域的重要研究方向之一、结构消能减震技术作为一种有效的地震减灾措施,受到了广泛的关注和研究。
1.液体阻尼器:液体阻尼器是一种常用的减震装置,它利用液体的黏性来消耗地震能量。
液体阻尼器通常由一个密封的容器和内部的流体组成,地震发生时,流体在容器中产生摩擦和阻力,从而减轻地震对建筑物的冲击力。
液体阻尼器具有体积小、使用方便、适应性强等优点。
2.弹性材料:弹性材料是一种能够在地震发生时吸收和释放能量的材料。
它通常用于建筑结构的隔震层或缓冲层,能够减轻地震对建筑物的冲击力和振动。
常见的弹性材料包括橡胶、聚合物等,它们具有良好的弹性特性和高耐久性。
3.摩擦减震器:摩擦减震器是一种利用材料之间的摩擦力对地震力进行减震的装置。
它通常由两个平行的金属板之间夹有摩擦材料组成,地震发生时,摩擦材料中的摩擦力能够减轻建筑物的振动和变形。
4.惰性质量块:惰性质量块是一种重点落在建筑结构顶部的质量块,它的质量较大,能够增加建筑物的弹性周期,从而减小地震对建筑物的影响力。
惰性质量块通常由钢材或混凝土制成,它的设计需要考虑地震荷载和结构响应等因素。
1.提高建筑物的抗震性能:结构消能减震技术能够有效地减轻地震对建筑物的作用力和振动,从而提高建筑物的抗震性能。
这对于地震频繁的地区来说尤为重要,能够减少人员伤亡和财产损失。
2.减少地震后的修复成本:由于结构消能减震技术能够减轻地震对建筑物的破坏程度,降低修复成本和时间。
这对于城市的恢复建设和经济发展具有重要意义。
3.增加建筑物的使用寿命:结构消能减震技术能够有效地控制建筑物的变形和振动,延长建筑物的使用寿命。
这对于提高建筑物的可持续性和资源利用效率具有重要意义。
结构消能减震技术虽然能够有效地减轻地震对建筑物的影响,但也存在一些挑战和问题。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术
消能减震技术是一种应用于建筑、工程、交通运输等领域的技术,能够减轻震动对结
构物或设备的影响,保护人们的生命财产安全。
本文将从消能减震技术的原理、应用领域
和发展前景三个方面进行浅谈。
消能减震技术的原理是利用减震器将结构物接受的振动能量吸收或转换成其他形式的
能量,从而降低地震等外力带来的冲击和振动。
减震器主要有摆式减震器、摇摆梁式减震器、弹簧减震器和液体减震器等。
摆式减震器是最常见的一种,其通过一个重锤与主结构
相连接,在地震时产生相反方向的摇摆,达到消减震动能量的效果。
消能减震技术广泛应用于建筑领域。
在高层建筑中,消能减震技术可以显著减少建筑
物的振动幅度,提高建筑结构的稳定性和安全性。
消能减震技术还可以应用于桥梁、隧道
和地铁等交通建设中,有效减少地震、车辆通行和风力等带来的振动对结构的影响。
消能
减震技术还可用于抗震设备、机械设备和电子设备等方面,使其能够更好地抵抗外力冲击,延长使用寿命。
消能减震技术的发展前景非常广阔。
随着人们对住房和建筑结构安全的要求越来越高,消能减震技术在建筑领域的应用将越来越广泛。
特别是在地震频发的地区,消能减震技术
已经成为一种必备的抗震手段。
随着科技的不断进步和研究的深入,消能减震技术还有望
在其他领域实现更大的突破和应用,如航空航天、能源、环境保护等方面。
建筑工程消能减震技术标准
建筑工程消能减震技术标准建筑工程消能减震技术标准是指在建筑工程设计、施工和验收中,对消能减震技术的要求和规范。
消能减震技术是一种通过减小或吸收地震或其他外力对建筑物的影响,减少建筑物损伤和人员伤亡的技术措施。
下面将从设计、施工和验收三个方面,详细介绍建筑工程消能减震技术标准。
一、设计方面的技术标准:1.结构设计应满足地震响应控制要求,考虑到地震荷载的性质和强度,选择合适的消能减震技术。
2.消能减震设备的选型和布置应满足建筑物结构的需要,并符合消能减震技术的相关规范和标准。
3.结构设计应根据建筑物的特点和用途,合理设置消能减震装置,确保其可靠性和稳定性。
4.设计中应考虑到消能减震装置的维护保养和更换等方面的问题,为日后的使用和维修提供便利。
二、施工方面的技术标准:1.施工单位应按照设计要求和相关规范,进行专业化的消能减震设备安装和施工工作。
2.施工过程中应严格控制消能减震装置的安装质量,确保其性能和功能的正常发挥。
3.施工单位应定期进行设备和结构的检测,确保消能减震装置的可靠性和稳定性。
4.施工单位应为消能减震装置的使用和维护提供技术指导和培训,提高用户的操作和维护水平。
三、验收方面的技术标准:1.验收机构应对消能减震技术进行软硬件测试和试验,检验其安全性和可靠性。
2.验收机构应对消能减震装置的安装和施工进行检查和评估,确保其符合设计要求和施工要求。
3.验收机构应对消能减震装置的使用和维护进行培训和指导,确保用户能够正确操作和维护设备。
4.验收机构应对消能减震装置的性能和功能进行评估和认证,确保其符合相关技术标准和规范。
总结:建筑工程消能减震技术标准是建筑领域中一项重要的技术标准,其主要目的是确保建筑物在地震或其他外力作用下能够安全可靠地运行。
设计、施工和验收三个方面的技术标准都是相辅相成的,只有在设计、施工和验收过程中严格执行消能减震技术标准,才能保证建筑物的安全性和可靠性。
简述消能减震技术特点及其适用范围
简述消能减震技术特点及其适用范围消能减震技术是一种通过减少震动能量传递和降低震动传递效应的技术。
它通过改变结构系统的固有频率和阻尼特性,从而降低震动对结构和设备的影响,提高其抗震能力和安全性。
消能减震技术的特点主要有以下几个方面:1. 高效能消能:消能减震技术能够将地震或其他外界震动能量转化为其他形式的能量,从而减少震动对结构的影响。
通过吸收、转移和耗散震动能量,减少结构的应力和变形,从而降低震动对结构的破坏程度。
2. 灵活可控:消能减震技术具有较高的可调性和可控性。
可以通过调整结构系统的参数,如阻尼系数、刚度等,来实现对结构的减震效果进行调节。
根据不同的需求和实际情况,可以设计不同类型的减震装置,以满足不同结构的减震要求。
3. 经济节能:消能减震技术能够有效降低结构的抗震设计要求,减少结构的材料和施工成本。
同时,减少结构的震动响应,降低了结构的能量耗散,提高了结构的动态性能,从而减少了结构的能量消耗,实现了能源的节约和环境的保护。
4. 适用范围广:消能减震技术适用于各种类型的结构,包括建筑、桥梁、塔楼、石油钻井平台等。
它可以应用于新建结构的设计和建设,也可以通过改造和加固的方式应用于现有结构。
无论是小型建筑物还是大型工程,都可以利用消能减震技术来提高其抗震能力和安全性。
消能减震技术的适用范围主要包括以下几个方面:1. 高层建筑:在高层建筑中,消能减震技术可以有效降低地震对建筑物的影响,提高其抗震性能。
通过在建筑物的底部或中部设置减震装置,可以减少地震引起的位移和加速度,保护建筑物的完整性和稳定性。
2. 桥梁工程:桥梁是地震灾害中易受损的结构之一。
消能减震技术可以有效控制桥梁的动态响应,降低地震对桥梁的影响。
通过在桥梁的支座或桥墩上设置减震装置,可以有效减少桥梁的震动幅度和变形。
3. 石油钻井平台:石油钻井平台通常位于海上或海底,容易受到地震和海浪的影响。
消能减震技术可以在石油钻井平台上设置减震装置,降低地震和海浪对平台的影响,提高平台的稳定性和安全性。
消能减震技术的原理
消能减震技术的原理
消能减震技术是利用弹性形变的材料(例如弹簧、橡胶等)或粘滞阻尼材料,将震动的能量转化成由弹性材料或粘滞阻尼材料吸收和消散,从而减小震动的幅度和持续时间,减少对建筑物、桥梁等结构的破坏和对人们的危害。
具体原理包括:
1. 弹性减震原理:将结构与地基之间安装弹性元件,如橡胶桥梁支座、弹簧隔震支座、弹簧试验振台等,当地震或其他外力作用于结构时,弹性材料会发生形变,消耗部分能量,减少结构震动的幅度和能量。
2. 粘滞阻尼原理:将粘滞材料如硅油等涂覆在结构的受力部位,当结构发生震动时,粘滞材料会受到剪切力,产生粘滞阻力,减缓结构的震动,吸收和消散震动能量。
3. 质量阻尼原理:增加结构的质量可以提高结构的阻尼,减缓结构的震动。
例如在地铁站或公路隧道中,安装较重的振动屏障可以起到阻尼效果,减少隧道内的噪音和震动。
以上三种原理可单独或组合使用,大大提高了结构的抗震性能,保证了人们的生命和财产安全。
结构消能减震技术
结构消能减震技术1、结构消能减震的基本概念地震发生时地面震动引起结构物的震动反应,地面地震能量向结构物输入。
结构物接收了大量的地震能量,必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应.消能减震技术是将结构的某些构件设计成消能构件,或在结构的某些部位装设消能装置。
在风或小震作用时,这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求;当出现大风或大震作用时,随着结构侧向变形的增大,消能构件或消能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震或风振能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,且迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等),保护主体结构及构件在强地震或大风中免遭破坏或倒塌,达到减震抗震的目的。
消能部件(消能构件或消能装置及其连接件)按照不同“构件型式”分为消能支撑、消能剪力墙、消能支承或悬吊构件、消能节点、消能连接等。
消能部件中的消能器(又称阻尼器)分为速度相关型如黏滞流体阻尼器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼墙、黏弹性阻尼墙;位移相关型如金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等,和其它类型如调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)等。
采用消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比,具有大震安全性、经济性和技术合理性。
技术指标:建筑结构消能减震设计方案,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后确定.采用消能减震技术结构体系的计算分析应依据《建筑抗震设计规范》GB50011 进行,设计安装做法应遵循国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610—2,其产品应符合《建筑消能阻尼器》JG/T209 的规定.适用范围:消能减震技术主要应用于高层建筑,高耸塔架,大跨度桥梁,柔性管道、管线(生命线工程),既有建筑的抗震(或抗风)性能的改善等。
消能减震原理与技术探析
消能减震原理与技术探析消能减震原理与技术是一种被广泛应用于建筑、桥梁和其他结构中的被动控制技术,其目的是在地震等自然灾害来临时,通过减小结构的地震反应,保护结构的安全,减少灾害造成的损失。
一、消能减震原理消能减震的原理在于通过在结构中设置消能装置,如阻尼器、调谐质量阻尼器等,来吸收和消耗地震能量,从而减小结构的地震反应。
这些消能装置在平时可以处于静止状态,当地震发生时,它们会根据地震的强度和频率进行调节,以最大程度地吸收和消耗地震能量。
二、消能减震技术消能减震技术主要分为两大类:被动控制技术和主动控制技术。
被动控制技术是最常用的控制技术,其优点是构造简单、造价低、可靠性高,适用于大多数土木工程结构。
以下是被动控制技术的几种主要方法:1.基础隔震技术:通过在建筑物的基础或底部设置隔震层,如橡胶隔震支座、砂垫层等,来隔离地震能量向上部结构的传递。
2.消能减震技术:通过在结构中设置消能装置,如阻尼器、调谐质量阻尼器等,来吸收和消耗地震能量。
3.耗能减震技术:通过在结构中设置耗能装置,如铅阻尼器、粘弹性阻尼器等,来消耗地震能量。
4.吸能减震技术:通过在结构中设置吸能装置,如吸能锚栓、吸能支撑等,来吸收地震能量。
主动控制技术是一种更为先进的控制技术,其优点是可以实时监测和控制系统的工作状态,适用于对安全性和稳定性要求较高的建筑物。
以下是主动控制技术的几种主要方法:1.主动质量阻尼技术:通过在建筑物中设置传感器和作动器,实时监测建筑物的振动情况,并根据监测结果调节作动器的动作,以减小建筑物的振动反应。
2.主动支撑技术:通过在建筑物中设置传感器和作动器,实时监测建筑物的变形情况,并根据监测结果调节作动器的动作,以防止建筑物的过度变形。
3.主动震动控制技术:通过在建筑物中设置传感器、作动器和控制系统,实时监测建筑物的振动情况,并根据监测结果自动调节控制系统的输出,以最小化建筑物的振动反应。
三、消能减震技术的优点消能减震技术的优点主要体现在以下几个方面:1.能够显著提高结构的安全性:消能减震技术可以显著降低结构在地震等自然灾害下的反应,从而避免结构出现破坏和倒塌的现象。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是一种通过调节材料的结构和性能来减轻能量传输和减震的技术。
它已经被广泛应用在建筑、桥梁、汽车、航天等领域,是一种非常有效的减震技术。
本文将从减震原理、应用领域和发展趋势等方面,深入浅出地探讨消能减震技术。
一、减震原理消能减震技术的核心在于将外界的能量转化为其他形式或减轻其传递过程,从而减小震动波动的幅度,保护结构系统安全。
它主要包括以下几种原理:1. 摩擦减震原理:通过利用摩擦力的消耗作用,在结构中设置摩擦减震器,当结构发生震动时,摩擦将部分能量转换为热,从而减缓震动的幅度。
2. 液体阻尼原理:将结构中的振动能量通过液体介质传递,液体阻尼器中的摩擦和粘滞作用将振动能量转化为热能,达到减震的效果。
3. 弹性本征减震原理:通过设计材料的结构和性能,使其在受到外力作用时可以吸收一定的能量,减小振动波动的幅度。
二、应用领域消能减震技术已经在许多领域得到了广泛的应用,主要包括建筑、桥梁、汽车和航天等行业。
1. 建筑领域:在地震频繁的区域,消能减震技术可以有效地减小建筑结构在地震中的震动幅度,保护建筑物和居民的安全。
2. 桥梁领域:大型桥梁在受风或地震等自然灾害影响时易发生振动,消能减震技术可以有效地减小桥梁的振动幅度,保证桥梁的安全运行。
3. 汽车领域:在汽车的悬挂系统中使用消能减震技术,可以有效地减小行驶中车辆的颠簸感,提高乘坐舒适度。
4. 航天领域:航天器在飞行过程中会受到各种外部力的影响,消能减震技术可以有效地保护航天器的安全和稳定。
三、发展趋势消能减震技术是一种非常有效的减震技术,随着科学技术的发展,它将会在未来得到更广泛的应用,并有以下几个发展趋势。
1. 多元化发展:消能减震技术将会在材料、结构设计、工艺制造等方面得到更多的创新,实现多元化的发展,以更好地适应不同环境和应用领域的需求。
2. 智能化发展:随着物联网和人工智能的发展,消能减震技术将会更加智能化,能够实时感知结构的状态并做出相应的调节,提高减震效果和安全性。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是一种通过增加结构的耗能能力来减轻结构受力的技术。
它通过使用一些特殊的材料和结构设计,可以使结构在地震或其他外力作用下产生一定的变形和能量耗散,从而减小结构受到的动态荷载,保护结构的完整性和安全性。
这种技术的出现得益于对地震灾害的深入研究和对结构动力性能的认识。
传统的结构设计主要以抗震能力为目标,通过结构刚度和强度的提高来抵抗地震力。
但随着科学技术的发展,人们逐渐意识到传统设计方法在减震方面的不足之处,如刚性结构难以耗散地震能量,容易发生破坏;结构的刚度和强度不能完全适应地震波动的变化等。
消能减震技术的原理是通过在结构中引入可耗能元件,如摩擦耗能器、液体阻尼器等,通过这些元件的摩擦或液体阻尼作用,将地震能量转化为结构内部的微小变形和热能耗散。
这样可以有效降低地震波对结构的冲击力,减小结构的位移和加速度,从而达到减震的效果。
消能减震技术有着广泛的应用领域。
在高层建筑中,可以通过在结构柱和梁的连接处设置摩擦耗能器,来减少地震波对结构的影响,保护建筑的稳定性;在桥梁和交通设施中,可以使用液体阻尼器,使结构能够在地震时产生一定的变形和位移,减小地震对结构的破坏;在核电站和重要基础设施中,可以使用摩擦耗能器和液体阻尼器来保护设备设施的完整性。
消能减震技术也存在一些挑战和问题。
技术的成本较高,需要使用一些特殊材料和装置,增加了项目的造价;技术的应用范围相对有限,只能针对一些特定的结构和工程进行设计和施工;技术的长期性和稳定性有待进一步研究和验证,需要考虑结构的寿命和维护问题。
消能减震技术是一种有效的减震方法,可以提高结构的抗震能力,保护人员的生命财产安全。
随着科学技术的不断发展,相信消能减震技术将会得到更广泛的应用和推广,为人们创造更安全、可靠的建筑环境。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是指在建筑结构设计中采用一系列措施来减小或消除地震产生的震动对建筑物的影响,保护人们的生命安全和财产安全。
该技术主要通过调整和优化结构的刚度和阻尼来实现减震效果,从而在地震发生时,减少地震能量对建筑物的破坏。
消能减震技术的基本原理是利用某些装置或建筑材料的特殊性能来吸收或转移地震能量。
常见的消能减震装置包括液体阻尼器、摩擦阻尼器、弹性材料等。
这些装置能够在地震来袭时相应地变形,将地震能量转化为其它形式的能量,从而减小震动对建筑物的影响。
液体阻尼器是其中一种常见的消能减震装置。
它主要由一个密闭的容器和一定量的阻尼液体组成。
当地震发生时,建筑物产生摆动,液体阻尼器内的液体会受到外部力的作用而相应地产生流动,从而吸收一部分地震能量。
液体阻尼器能够通过调整液体的粘度和填充量来适应不同建筑物的需求,实现减震效果。
摩擦阻尼器是另一种常用的消能减震装置。
它主要由摩擦面和阻尼装置组成。
当地震发生时,建筑物产生滑动摩擦,摩擦阻尼器的摩擦面会受到外部力的作用而产生摩擦力,从而消耗地震能量,减少震动对建筑物的影响。
摩擦阻尼器具有结构简单、可靠性高等优点,广泛应用于各类建筑物的减震设计。
弹性材料也是一种常见的消能减震技术。
通过在建筑结构中引入弹性材料,可以提高结构的柔度和变形能力,从而减少地震能量对结构的传播。
弹性材料通常包括橡胶、钢板等,其特点是具有较高的弹性模量和强度,能够有效地吸收和分散地震能量,减轻建筑物的荷载。
在消能减震技术中还有一种重要的措施是基础隔震技术。
通过在建筑物的基础上安装隔震装置,可以减小地震波传递到建筑物上的能量,从而减轻建筑物的震动。
常见的基础隔震装置包括橡胶隔震器、钢板弹簧等。
这些装置能够使建筑物相对地面具有一定的位移能力,在地震来袭时起到减震效果。
消能减震技术是一项重要的建筑工程技术,能够有效地减小或消除地震对建筑物的影响。
通过采用液体阻尼器、摩擦阻尼器、弹性材料等消能减震装置,以及基础隔震技术,可以大幅提高建筑物的地震抗震能力,保护人们的生命安全和财产安全。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是一种利用材料的变形和摩擦来减少或消除冲击能量的技术。
它在工程领域发挥着重要作用,能够有效地保护设备和结构免受外部冲击的影响。
本文将就消能减震技术的基本原理、应用领域和发展趋势进行浅谈。
消能减震技术的基本原理是利用材料的弹性和耗能特性来减少外部冲击能量的传递。
常见的消能减震材料包括聚合物、金属和复合材料等。
这些材料具有一定的弹性,当受到外部冲击力时能够发生形变,并通过内部结构的摩擦和阻尼来消耗能量。
这样一来,外部冲击力的传递就会得到有效地减缓,从而保护设备和结构不受损。
消能减震技术在众多领域都得到了广泛的应用,包括建筑工程、航空航天、交通运输等。
在建筑工程中,消能减震技术可以通过设置减震支座或减震结构来减少地震或风力对建筑物的影响,从而提高建筑物的抗震性能。
在航空航天领域,消能减震技术可以用于飞机主起落架和座舱的设计,有效地保护飞机和乘客免受起降冲击的影响。
在交通运输领域,消能减震技术可以用于车辆的减震系统和轨道交通设施的设计,提高车辆和轨道设施的抗震性能,保障交通运输的安全和稳定。
随着科学技术的不断发展,消能减震技术也在不断创新和进步。
一方面,随着材料科学和工程技术的进步,新型的消能减震材料不断涌现,具有更高的弹性和耗能性能,可以更有效地减少外部冲击能量的传递。
随着计算机仿真技术和数字化设计技术的发展,消能减震技术的设计和优化也变得更加精确和高效。
通过数字化设计和仿真分析,可以更准确地预测材料的弹性和耗能特性,从而优化消能减震系统的设计方案,提高抗震性能和使用寿命。
消能减震技术是一种非常重要的工程技术,能够有效地保护设备和结构不受外部冲击的影响。
随着科学技术的不断发展,消能减震技术也在不断创新和进步,将会在更多的领域得到应用,并发挥更为重要的作用。
相信随着技术的进步和发展,消能减震技术将会为人们的生活带来更多的安全和便利。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术
消能减震技术是指利用材料的特性,在结构受到外力冲击时,通过设计和加装消能减
震装置,实现减小振动幅度的技术。
这种技术在建筑、桥梁、交通工具及科学仪器等领域
广泛应用。
在消能减震技术的设计中,常用的消能减震装置有钢板摆式、橡胶支座、液体阻尼器等。
其中,钢板摆式减震器是一种简单且易于安装的消能减震装置,可用于地震现场快速
安装。
另外一种常见的消能减震装置是橡胶支座,其能够吸收外界震动能量,减少结构物
的振动幅值。
液体阻尼器则是一种复杂的消能减震装置,其利用流体的阻尼特性和惯性力,消耗动能,减小结构物的振动幅度。
在消能减震技术的应用中,最为重要的是确定结构物的震动响应,以便根据实际需要
对消能减震装置进行优化设计。
一般而言,结构物的动态响应随时间推移而变化,因此,
需要进行动态分析和振动响应计算。
这种计算方法通常使用有限元分析法(FEM)或多体动力学方法(MDM)进行计算。
总的来说,消能减震技术是一种重要的结构控制技术,对于提高工程结构的抗震性、
减少地震灾害的破坏力具有重要的意义。
因此,在今后的结构工程设计中,应注重消能减
震技术的应用,从而更加有效地保护公共安全和物质财富。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是一种在工程设计中常见的减震措施,它能够通过吸收或者消散地震或其他震动的能量,减轻地震或其他震动对建筑物或结构物的影响,保护人员的安全和财产的无损。
消能减震技术的原理是利用特定的装置或材料,在地震或其他震动力作用下,将能量转化为热能或其他形式的能量消耗掉,从而减轻建筑物或结构物所受到的震动冲击。
其中一种常见的消能减震技术是利用减震装置。
减震装置通常由多个弹性元件组成,包括弹簧、阻尼器和限位器等。
它们可以将地震或其他震动产生的能量转化为弹性变形和阻尼损耗,从而减轻地震或其他震动对建筑物或结构物的作用。
另一种常见的消能减震技术是利用阻尼材料。
阻尼材料可以通过粘滞阻尼、摩擦阻尼、液体阻尼等方式吸收或者耗散地震或其他震动的能量,从而减少震动对建筑物或结构物的影响。
常用的阻尼材料有橡胶、钢丝绳、液体等,它们具有较好的抗震性能和消能能力,广泛应用于建筑物、桥梁、塔楼等工程结构中。
消能减震技术的应用可以显著改善建筑物或结构物在地震或其他震动中的抗震性能,并且减轻震动对建筑物或结构物的毁坏程度。
与传统的抗震设计方法相比,消能减震技术具有以下优点:消能减震技术可以提供更稳定的结构性能。
在地震或其他震动作用下,通过消耗能量,减震装置或阻尼材料可以使结构具有较大的弹性变形,从而降低结构的刚度,增加结构的柔性,提高结构的耐震性能。
消能减震技术可以减少地震或其他震动所带来的横向力和弯矩,从而减小结构的变形和损伤。
这有助于延缓结构的破坏过程,并且降低地震或其他震动对建筑物或结构物的冲击力。
消能减震技术可以提高建筑物或结构物的恢复能力和可修复性。
在地震或其他震动结束后,消耗掉的能量可以迅速恢复,使建筑物或结构物回归原位,减少人员伤亡和财产损失。
消能减震技术也有一些限制和挑战。
消能减震技术的应用范围受到一定的限制,主要用于大型建筑物或结构物。
消耗掉的能量需要通过合适的方式进行处理,以免对环境造成影响。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是指利用特定的装置或者结构,通过吸收、转移和消散地震能量,减小或者消除地震对建筑物或者其他工程结构的破坏作用,保护人员财产安全的一种技术手段。
消能减震技术在建筑物、桥梁、核电站等工程领域广泛应用。
消能减震技术的发展离不开科学家们多年的研究和探索。
早在20世纪70年代以前,人们对于消能减震技术的认识还相对模糊,无法有效地应对地震带来的破坏。
随着科学技术的进步和对地震的更深入了解,消能减震技术逐渐实现了突破。
消能减震技术的核心思想是通过将能量吸收和转移到特定的装置或者结构上,从而减小地震对于建筑物的影响力。
常见的消能减震技术包括筒形摩擦减震器、摆锤减震器、液压减震器等。
筒形摩擦减震器是一种常见且成熟的消能减震技术。
它是由摩擦材料包裹的内阻尼器和支撑结构组成。
当地震发生时,摩擦材料会发生滑动摩擦,将地震能量转移为摩擦热量。
这样一来,地震能量就被消散掉,减小了对建筑物的冲击。
摆锤减震器是利用重锤的动能来减小地震的影响。
它由一个或多个质量球通过绳子或者链条和建筑物相连接。
地震发生时,重锤会保持静止,从而吸收和转移能量。
摆锤减震器的优点是结构简单,成本低廉,但消能能力有限,一般适用于小型建筑物。
液压减震器是利用液体的不可压缩性来减小地震的冲击。
液压减震器由一个密闭的液体室和一个负责施加压力的泵组成。
当地震发生时,液体会吸收地震能量,将压力转移到液体室中。
这样一来,建筑物所受到的冲击会大大减小。
消能减震技术的应用范围广泛,不仅可以用于建筑物的抗震设计,还可以应用于桥梁、电力设施、核电站等工程结构的抗震设计。
消能减震技术的优点是减小地震破坏,保护人员财产安全。
它也存在一些问题,例如技术成熟度不足、施工难度大、维修成本高等。
随着科技的进步和对地震的深入研究,消能减震技术将会越来越受到关注和重视。
在未来,人们将继续努力研究和改进消能减震技术,以提高其抗震能力和应用范围。
也需要加强消能减震技术的宣传和推广,提高公众对于地震防护的认知和意识,建立一个更加安全稳定的社会环境。
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结构消能减震技术
1、结构消能减震的基本概念
地震发生时地面震动引起结构物的震动反应,地面地震能量向结构物输入。
结构物接收了大量的地震能量,必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应。
消能减震技术是将结构的某些构件设计成消能构件,或在结构的某些部位装设消能装置。
在风或小震作用时,这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求;当出现大风或大震作用时,随着结构侧向变形的增大,消能构件或消能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震或风振能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,且迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速
度等),保护主体结构及构件在强地震或大风中免遭破坏或倒塌,达到减震抗震的目的。
消能部件(消能构件或消能装置及其连接件)按照不同“构件型式”分为消能支撑、消能剪力墙、消能支承或悬吊构件、消能节点、消能连接等。
消能部件中的消能器(又称阻尼器)分为速度相关型如黏滞流体阻尼器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼墙、黏弹性阻尼墙;位移相关型如金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等,和其它类型如调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)等。
采用消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比,具有大震安全性、经济性和技术合理性。
技术指标:建筑结构消能减震设计方案,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济
可行性的对比分析后确定。
采用消能减震技术结构体系的计算分析应依据《建筑抗震设计规范》GB50011 进行,设计安装做法应遵循国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610-2,其产品应符合《建筑消能阻尼器》JG/T209 的规定。
适用范围:消能减震技术主要应用于高层建筑,高耸塔架,大跨度桥梁,柔性管道、管线(生命线工程),既有建筑的抗震(或抗风)性能的改善等。
传统抗震结构体系,容许结构及承重构件(柱、粱、节点等)在地震中出现损坏结构及承重构件地震中的损坏过程,就是地震能量的“消能”过程。
结构及构件的严重破坏或倒塌,就是地震能量转换或消耗的最终完成。
结构消能减震体系,就是把结构物的某
些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件,或在结构的某部位(层间空间、节点、联结缝等)装设消能装置。
在风或小地震时,这些消能构件或消能装置具有足够的初绐刚度,处于弹性状态,结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。
当出现中、强地震时,随着结构侧向变形的增大.消能构件或消能装置率先进人非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输人结构的地震能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,并且迅速衰减结构的地震反应(位移、速度、加速度等),从而保护主体结构及构件在强地震中免遭破坏,确保主体结构在强地震中的安全。
消能减震结构体系与传统抗震结构体系相对比,具有下述优越性:
①安全性:传统抗震结构体系实质上是把结
构本身及主要承重构件(柱、梁、节点等)作为“消能”构件。
按照传统抗震设计方法.容许结构本身及构件在地震中出现不同程度的损坏。
由于地震烈度的随机变化性和结构实际抗震能力设计计算的误差,结构在地震中的损坏程度难以控制;特别是出现超烈度强地震时,结构难以确保安全。
消能减震结构体系由于特别设置非承重的消能构件(消能支撑、消能剪力墙等)或消能装置,它们具有极大的消能能力,在强地震中能率先消耗结构的地震能量,迅速衰减结构的地震反应,并保护主体结构和构件免遭损坏,确保结构在强地震中的安全。
据我国对消能臧震结构的振动台试验(冼巧玲、周福霖、俞公骅,1995)及国外学者完成的振动台试验(Pull,1988;Kelly,1990;soong,1992)可知,消能减震结构与
传统抗震结构相对比,其地震反应减少40%~60%。
另外,消能构件(或装置)属“非结构构件”,即非承重构件,其功能仅是在结构变形过程中发挥消能作用,而不承担结构的承载作用,即它对结构的承载能力和安全性不构成任何影响或威胁。
所以,消能减震结构体系是一种非常安全可靠的结构减震体系。
②经济性:传统抗震结构采用“硬抗”地震的途径,通过加强结构、加大构件断面、加多配筋等途径中提高抗震性能,因而,抗震结构的造价大大提高。
消能减震结构是通过“柔性消能”的途径以减少结构地震反应,因而,可以减少剪力墙的设置,减小构造断面,减少配筋,而其耐震安全度反而提高。
据国内外工程应用总结资料。
采用消能减震结构体系比采用传
统抗震结构体系,可节约结构造价5%~10%。
若用于旧有建筑结构的耐震性能改造加固,消能减震加固方法比传统抗震加固方法,节省建造价10%~60%。
②技术合理性:传统抗震结构体系是通过加强结构,提高侧向刚度以满足抗震要求的:但结构越加强.刚度越大,地震作用(荷载)也越大.只能再加强结构。
如此恶性借环,其结果,除了安全性、经济性问题外,对于采用高强、轻质材料(强度高、断面小、刚度小)的高层建筑、超高层建筑、夫跨度结构及桥梁等的技术发展,造成严重的制约。
消能减震结构则是通过设置消能构件或装置,使结构在出现变形时大量迅速消耗地震能量,保护主体结构在强地震中的安全。
结构越高、跨度越大,消能减震效果越显著。
因而,消能减震技术必将成为采用高强轻质
材料的高柔结构(超高层建筑、大跨度结构及桥梁等)的合理新途径。
由于消能减震结构体系有上述优越性,已被广泛、成功地应用于“柔性”工程结构物的减震(或抗风)。
一般来说,层数越多、高度越高、跨度越大、变形越大,消能减震效果越明显。
所以多被应用于下述结构:
①高层建筑,超高层建筑;②高柔结构,高耸塔架;③大跨度桥梁;
④柔性管道、管线(生命线工程);⑤旧有高柔建筑或结构物的抗震(或抗风)性能的改善提高。
结构消能减震体系由主体结构和消能构件(或装置)组成,可按消能构件的不同“构件型式”和消能装置的不同“消能型式”分类,详见下图所示。
2、消能构件的不同构造形式
结构消能减震体系中的消能构件(或装置),按照其构造形式可以做成:
图2 消能支撑
消能构件的不同构造形式
①消能支撑:消能支撑可“代替一般的结构支撑,在抗震(或抗风)中发挥支撑的水平刚
度和消能减震作用。
消能支撑可以做成方框支撑、圆框支撑、交叉杆支撑、斜杆支撑、K形支撑、双K形支撑等。
②消能剪力墙:消能剪力墙可代替一般结构的剪力墙,在抗震(或抗风)中发挥剪力墙的水平刚度和消能减震作用。
消能剪力墙可做成竖缝剪力墙、横缝剪力墙、斜缝剪力墙、周边缝剪力墙、整体剪力墙、分离式剪力墙等。
③消能节点:在结构的梁柱节点或粱节点处装设消能装置。
当结构产生侧向位移,在节点处产牛角度变化、转动式错动时.消能装置即发挥消能减震作用。
④消能联结:在结构的缝隙处或结构构件之间的联结处设置消能装置。
当结构在缝隙或联结处产生相对变形时,消能装置即发挥消能减震作用。
⑤消能支撑或悬吊构件:对于某些线结构(如管道、线路等),设置各种支撑或悬吊消能装置。
当线结构发生震动时,支承或悬吊件即发挥消能减震作用。
3、消能装置的不同消能形式
消能构件中装设有消能装置;消能装置的功能是,当构件(或节点)发生相对位移或转动时,产生较大的阻尼.从而发挥消能减震作用。
为了达到最佳消能效果,要求消能装置提供最大的阻尼,即当构件(或节点)在力(或弯矩)作用下发生位移(或转动)时,所做的功最大。
为了使消能装置具有较大的消能能力.可以采用多种消能形式,一般有下述几种:
①摩擦消能:如摩擦消能支撑,摩擦节点(图2-6-16);
②钢件(梁、板、棒)非弹性消能装置(图2-6-17);
③材料塑性变形消能:如挤压铅阻尼器(图2-6-18);
④材料粘弹性消能装置(图2-6-19);
⑤液体阻尼消能:如液体阻尼泵;
⑥混合式:几种消能形式混台应用;
2-6-16 摩擦消能装置
图2-6-17消能阻尼装置
图2-6-18铅挤压阻尼器图2-6-19 粘弹性材料阻尼装置
结构消能减震的实质是:在结构内设置消能构件(或消能装置),它们能为结构提供较大的阻尼,在地震时大量消耗输入结构的震动能量,有效衰减结构的地震反应。