《隔震与耗能减振》课程作业

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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。

隔震与减震

分析时：
耗能减震结构的总刚度应为结构刚度和耗能部件有效刚度的总和；
耗能减震结构的总阻尼比应为结构阻尼比和耗能部件附加给结构的有效阻尼比的总和；
耗能部件有效刚度和有效阻尼比，应通过试验确定。
调频质量阻尼装置（ Tuned Mass Dampers, 简称 TMD） —由质量、弹性元件和阻尼器构成的振动系统，将其安装在结构上，结构振动时引起该系统的共振，由此产生的惯性力反作用于结构，起到减小结构振动反应的作用。
为了保证隔震层能够整体协调工作，隔震层顶部应设置平面内刚度足够大的梁板体系。
隔震支座附近的梁柱受力状态复杂，地震时还会受冲切，因此，应考虑冲切和局部承压，应加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。
6.3 耗能减震结构设计
结构耗能减震原理与耗能减震结构特点
结构耗能减震
在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件、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），通过耗能（阻尼）装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑（或粘弹）性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输人结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。
主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器三部分组成。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。
隔震系统回顾
基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的基础隔震理论和实践开始于上世纪70 年代。

抗震设计原理第六章隔震、减震初步

结构控制技术按控制措施实施的方式不同，一般分为被动控制（Passive Control）、主动控制（Active Control）、半主动控制（Semi— Active Control）和混合控制（Hybrid Control）四类。 6.2.2被动控制（Passive Control）
6.2 结构控制
6.1 抗震结构
（3）适用范围受到限制传统抗震方法采用的是延性结构体系，允许结构部件在强震时发生比较大的塑性变形，以消耗地震能量，减轻地震反应，这种方法对于某些不容许在地震中出现破坏的结构、或内部有贵重装饰、重要设备仪器的结构是不适用的。
（4）施工难度大结构构件和节点的钢筋配置过密，9度区甚至无法排布。（5）建筑物的高度受到限制等。
粘滞耗能装置：由缸体、活塞、和液体构成，活塞在缸体内往复运动，粘滞液体从一端流向另一端产生阻尼力，阻碍结构的振动。
摩擦耗能装置：由摩擦元件构成，这些元件相互滑动产生摩擦力，从而耗散结构的部分振动能量。
金属耗能装置：由金属材料制成的耗能装置，其耗能机理是通过金属元件的弹塑性变形来耗能
6.2 隔振结构
l 滚动支撑类隔震系统（Roller bearing system）
l
6.2 隔振结构
l 为克服柔性层结构所带来的缺陷，科学家们相继提出了多种滚动支撑类隔震系统，工作元件有球形和椭圆形等多种，但由于其隔震是有向性的，而地震是具有无向性，这些类型的隔震系统均未能推广应用。
l 6.2.2.2现阶段的隔振技术
隔震橡胶支座(The laminated rubber bearing)隔震系统是现阶段应用最为广泛的隔振装置。
6.2 隔振结构
l 隔震橡胶支座包括天然夹层橡胶支座、铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座等。

隔震减震

体系组成：上部结构、隔震装置和下部结构三部分
• 隔震房屋和抗震房屋设计理念对比
抗震房屋结构体系科学思想方法措施上部结构和基础牢牢连接隔震房屋消弱上部结构与基础的有关连接
提高结构自身的抗震能力隔离地震能量向结构的输入强化结构刚度和延性滤波
隔震（2）
• 结构隔震体系的基本特征
a、足够的竖向承载力 b、隔震特性（一般可使结构水平地震作用降低至60%左右） c、复位特性 d、阻尼消能特性 e、隔震结构体系能有效保护上部结构，因此在各种生命线工程、商场、精密仪器室等重要建筑中得到了广泛的应用。
• 混合控制从其组合方式来分：
主从组合方式、并列组合方式典型的混合控制装置有： AMD与TMD相结合、AMD 与TLD相结合、主动控制与基础隔震相结合、主动控制与耗能减震相结合、液压－质量振动控制系统（HMS）与AMD相结合 back
隔震（1）
• 概念
即“隔离地震”，在建筑物基础上与上部结构之间以及上部建筑层间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。分类：基础隔震和层间隔震
• 按是否需要外部能量分为:
主动控制（AMD）、被动控制（PMD）、半主动控制、混合控制
（主动控制效果明显，但控制机构复杂，需要外加能源，控制系统的可靠性低；而被动控制技术是较早得到发展和应用的工程减震技术，构造简单，不需要外界能源输入能量，由控制机构隔离地震作用和消耗能量，达到减小结构地震反应的目的，如隔震、耗能减震和吸振减震等。混合控制是将主动控制与被动控制同时施加在同一结构上的结构振动控制形式）
• 减震效果 40％～60％，可同时减少结构水平和竖向地震反应 • 经济性：节约造价3％～10％ • 分类：阻尼减震、吸能减震、冲击减震

结构隔震与耗能减振3.

Fek (1) (1) mg 0.4769 1200 572.28kN
xm(1) Fek (1) / keq(1) 572.28/ 268.8 2.129cm
－14－
(2) xm(1) / xy 2.129/1 2.129
keq (2) k
(2)

537.6 252.5kN / cm 2.129
120 2 0.433s 25250
2 2.129 1 0.338 2.129
Teq
(2)
2
m keq (2)
eq (2)
2 (2) 1

(2)

2(2) 1
0.05 ( eq (2) 0.05) 0.06 1.7( eq
－23－
思考题：下面计算简图所对应的刚度矩阵的主要差别是什么？右边计算简图是否表示剪切型结构？
mn
mn
m2
m2
m1
m1
－24－
（顶板未显示）
铅芯
橡胶层连接外包橡胶
底连接板
钢板
铅芯橡胶垫构造
－25－
f
0
x
铅芯橡胶垫滞回曲线
－26－
防屈曲支撑
－27－
典型防屈曲支撑试验曲线
－28－
《规范》反应谱
－16－
3.多自由度结构
3.1 弯曲和剪切变形概念微元体（弹性力学）：
(a)正应变
(b)剪切应变
－17－
构件（材料力学）：

1 p ds
(a)轴向变形

MM p EI
ds
NN p EA
ds

隔震减震作业.TMD减振原理

减震与隔震理论结课作业姓名：刘****专业：结构工程学号：132081402009日期：2014/1/15所谓结构振动控制（简称为结构控制）技术，就是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。

调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper/TMD ）作为被动控制技术之一，在生产实践中不断得到应用。

TMD 是在结构物顶部或下部某位置上加上惯性质量，并配以弹簧和阻尼器与主体结构相连。

因其构造简单，易于安装，维护方便，经济实用，并且不需要外力作用，因此在高层建筑风振控制、桥梁及海洋平台振动控制等领域得到重视。

一、TMD 振动控制机理TMD 对结构振动控制的机理可粗略描述如下：原结构体系由于加入了TMD ，其动力特性发生了变化，原结构承受动力作用而剧烈振动时，由于TMD 质量块的惯性而向原结构施加反方向作用力，其阻尼也发挥耗能作用，从而使原结构的振动反应明显衰减。

如图1所示，将TMD 子系统和被控制的主结构系统模型简化为两自由度的质量、弹簧、阻尼系统，并且直接受有简谐激励的作用。

图 1 两自由度力学模型图中：1M 为主结构质量；1K 为结构刚度；1C 为主结构阻尼；d M 为子结构质量；d K 为子结构刚度；d C 为子结构阻尼；()P t 为外激励，且0()sin P t P t ω=的简谐激励；1x 为主结构的位移反应；d x 为子结构的位移反应。

1. 无阻尼子结构的调谐减振控制假设主结构阻尼10C =，子结构0d C =，按图1所示的两自由度体系，可列出运动方程：1111()()d d d m x K K x K x P t ++-=&& （1）1()0d d d d m x K x x +-=&& （2）为求得主结构和子结构的位移反应1x 和d x ，可采用传递函数解法。

简谐激励为0sin P t ω，频率为ω，则主结构和子结构振动反应的传递函数1()H ω和()d H ω为：11()()()x t H P t ω= ()()()dd x t H P t ω=主结构和子结构的位移反应为：1110()()()()sin x t H P t H P t ωωω==0()()()()sin d d d x t H P t H P t ωωω==可以表达为：110()()t x t H P e ωω= 0()()td d x t H Pe ωω=把1x 和d x 的传递函数表达式代入（1），经整理归纳得：2122211()()()d d d d d dK m H K K m K m K ωωωω-=+---（3） 22211()()()dd d d d dKH K K m K m K ωωω=+---（4）则主结构和子结构的位移反应最大值为：22011042221()1(1)P f h x H P K h h f f ωμ-==⎡⎤-+++⎣⎦（5） 20042221()1(1)d d P f x H P K h h f f ωμ==⎡⎤-+++⎣⎦（6）式中01/P K —主结构在外激励下的最大等效静力位移；1ω—主结构固有频率，1ω=d ω—子结构固有频率，d ω=f —子结构与主结构的固有频率比，1/d f ωω=；h —外激励与主结构之频率比，1/h ωω=；μ—子结构与主结构的质量比，1/d m m μ=；式（5）（6）可表达为111P x A K = 01d d Px AK = 1A 和d A 为主结构和子结构相对于等效静力位移的位移反应动力放大系数：22142221(1)f h A h h f fμ-=⎡⎤-+++⎣⎦ （7） 242221(1)d f A h h f fμ=⎡⎤-+++⎣⎦ （8）分析（7）及（8），可得出受简谐激励的结构被动调谐减振机理如下：（1）当子结构的固有频率d ω等于主结构的激励频率ω时，即d ωω=，则f h =此时可得：01110P x A K == 001d d d P P x A K K ==- 10()d d x x K P -=- 10x =表明，当主结构直接被简谐激励振动时，使主结构达到最优调谐减振效果（振动消失）的调谐条件是，子结构的固有频率等于直接激励主结构的激励频率。

建筑隔震与消能减震设计

建筑隔震与消能减震设计建筑隔震与消能减震设计是在建筑设计的过程中考虑到地震与震动的因素，并采取一系列措施，以减少地震造成的破坏和危险。

随着科技的发展，建筑隔震与消能减震设计已经成为建筑工程设计的重要组成部分。

下面将重点介绍建筑隔震与消能减震设计的原理、方法和应用。

建筑隔震设计的原理主要是通过将建筑结构与地面分离，使建筑对地震产生的震动具有能动响应，从而减小地震对建筑结构的破坏作用。

常见的隔震装置包括摩擦隔震器、弹簧隔震器、液体阻尼器等。

这些装置能通过减震弹簧、摩擦等消耗部分地震能量，减小地震产生的冲击力，从而减小地震对建筑的破坏。

消能减震设计的原理主要是通过在建筑结构中设置减振器，将地震的能量转化为其他形式，达到减轻结构震动和减小地震影响的效果。

常见的减震器包括液体阻尼器、颤振器、摆锤阻尼器等。

这些装置能有效消耗地震能量，并通过减振措施减小建筑结构的震动，从而减轻地震对建筑的破坏。

建筑隔震与消能减震设计的方法包括减震隔震体系设计、基础隔震设计和结构减震设计。

减震隔震体系设计是指通过设置隔震垫、减震器等减震装置，将建筑结构与地面分离，从而减小地震对建筑的冲击。

基础隔震设计是指在建筑的基础中设置隔震垫、减震器等装置，将地震产生的冲击力传导到地下，从而减小地震对建筑的影响。

结构减震设计是指通过设置减振器、增加耗能装置等措施，减小地震对建筑结构的振动，从而减小地震对建筑的破坏。

建筑隔震与消能减震设计已经在实际工程中得到广泛应用。

例如，日本的隔震建筑技术被广泛应用于地震频繁的地区。

这些建筑结构采用隔震装置，通过地震时的隔离和衰减作用，大大减小地震对建筑的破坏。

同时，在高层建筑中广泛使用了减振器和液体阻尼器等减震装置，通过抑制结构的振动，有效减少了地震对建筑的影响。

综上所述，建筑隔震与消能减震设计是一种通过隔震和消能装置来减小地震对建筑的破坏和影响的设计方法。

在实际工程中，通过合理地应用隔震器、减振器等装置，可以提高建筑的地震抗灾能力，确保人们的生命财产安全。

(整理)结构抗震与减隔震题目-

结构抗震与隔震学生姓名：马慕蓉学号：094811084专业：研桥梁09级指导老师：杨孟刚目录题目1： (1)1.1 动力特性分析，绘出前5阶振型。

(2)1.2 反应谱分析 (3)1.3 时程分析 (5)题目2： (7)2.1 减隔震技术工作机理 (7)2.2 减隔震系统的组成 (7)2.3 常用的减震隔震措施 (8)2.4 减隔震方案 (8)2.5 方案工作原理及研究现状阐述 (9)2.6 结论 (11)参考文献 (12)题目1：根据题意，每层的质量为每层质量为6800㎏，层间剪切刚度为20000kN/m。

分析可知，可以用软件MIDAS建立符合上述条件的模型，进行分析计算。

将结构划分为38节点、42单元的结构；楼面弹性模量取为无限大模拟成刚性结构，取相应的容重，使其满足每层的质量要求；立柱截面设计成满足层间剪切刚度；将每层的质量作为均布荷载加在相应的单元中；约束1、20号节点的所有自由度，即设置为刚性支座节点。

计算模型如下图所示：1.1 动力特性分析，绘出前5阶振型。

运行软件进行分析，得结构的前5阶振型分别如图3~7所示。

图3 第一阶阵型图4 第二阶振型图7 第五阶振型1.2 反应谱分析利用MIDAS反应谱分析功能，设计反应谱函数取China(GB50011-01)，即采用《建筑结构抗震规范》中的反应谱进行分析。

阻尼比取0.05，地震设防烈度取7，Ⅰ类场地类别，多遇地震作用，最大周期取为5秒。

反应谱荷载工况取1个，工况1地震作用在水平方向上，即X-Y平面内，结构将产生最大水平位移；运行程序进行反应谱分析。

各节点水平位移如下表所示：结构变形如下图所示：由以上分析可得，在水平地震波，第六层的水平位移最大，为0.003239米。

1.3 时程分析任采用以上模型进行分析。

利用MIDAS的时程分析功能，输入地震波函数EL-CENTRO 波(1940, El Centro Site ,270 Deg)。

时程荷载工况中，采用线性分析类型、瞬态时程类型以及振型叠加方法进行分析。

耗能减振结构的抗震设计方法

耗能减振结构的抗震设计方法一、本文概述随着地震活动的频繁发生，如何提高建筑结构的抗震性能已成为土木工程领域的研究热点。

耗能减振结构作为一种有效的抗震设计方法，近年来受到了广泛关注。

本文旨在深入探讨耗能减振结构的抗震设计方法，分析其在不同地震动条件下的耗能机制与减震效果，以期为土木工程实践提供有益的参考和指导。

本文首先介绍了耗能减振结构的基本原理和耗能元件的类型，包括阻尼器、隔震支座等。

随后，详细阐述了耗能减振结构的设计原则和设计流程，包括结构的动力特性分析、耗能元件的选型与优化、结构的地震动响应分析等。

在此基础上，通过对比分析不同耗能减振结构在不同地震动条件下的抗震性能，揭示了耗能减振结构在减小结构地震响应、提高结构安全性方面的优势。

本文还探讨了耗能减振结构在实际工程中的应用情况，分析了其在实际应用中的优缺点及适用条件。

针对耗能减振结构在设计、施工、维护等方面存在的问题和挑战，提出了相应的解决方案和建议。

本文旨在全面系统地介绍耗能减振结构的抗震设计方法，以期为土木工程实践提供有益的参考和指导。

通过深入研究耗能减振结构的耗能机制与减震效果，有助于推动土木工程领域在抗震设计方面的技术创新与进步，为保障人民生命财产安全做出积极贡献。

二、耗能减振结构的基本原理耗能减振结构是一种通过引入耗能元件，利用其在地震动作用下产生非弹性变形来耗散地震输入能量的结构体系。

其基本原理是在结构的关键部位安装耗能元件，这些元件在地震时会产生塑性变形或摩擦滑移，从而吸收并耗散地震能量，降低结构的地震响应，达到减震的目的。

耗能减振结构的设计关键在于选择合适的耗能元件和耗能机制。

耗能元件需要具备耗能能力大、耐久性好、性能稳定等特点，以确保结构在多次地震作用下仍能保持良好的减震效果。

耗能机制则需要根据结构的动力学特性、地震动特性以及使用要求等因素进行综合考虑。

耗能减振结构的优点在于其能够有效地减小地震对结构的影响，提高结构的抗震性能。

减震作业

设置粘滞阻尼器的框架结构动力分析摘要：为改善框架结构的抗震性能，本文对某一7度（0.15g）区框架模型设置粘滞阻尼，通过动力时程分析，从结构的位移、加速度、变形、塑性发展等角度表明粘滞阻尼器对于减小结构地震反应具有很好的性能，能够用力地控制结构在地震下的反应。

关键词：粘滞阻尼器框架结构能量1 引言结构减震控制是指在工程结构的特定部位，装设某种装置（如隔震垫等），或某种机构（如消能支撑、消能剪力墙、消能结点、消能器等），或某种结构（如调频质量等），或施加外力（外部能量输入），以改变或调整结构的动力特性或动力作用。

这种使工程结构在地震作用下的动力反应(加速度、速度、位移）得到合理的控制，确保结构本身及结构中的人、仪器、设备、装修等的安全和处于正常使用环境状况的结构体系，称为“工程结构减震控制体系”，其相关理论、技术和方法，统称为“工程结构减震控制”。

工程结构减震控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制[1]。

被动控制是无外加能源的控制，其控制力是控制装置随结构一起振动变形，应装置自身的运动而被动产生的。

被动控制可分为基础隔震技术、消能减震技术和吸能减震技术。

基础隔震技术是指在建筑物或构筑物基底设置控制机构来隔离地震能量向上部结构的传输，使结构震动减轻，防止结构破坏。

目前应用最多的吸能减振装置有：调协质量阻尼系统（TMD),调谐液体阻尼系统（TLD)。

利用吸能减震技术时，需要对原结构的频率准确的把握。

本文主要研究的是框架结构的消能减震，下面将着重对消能减震技术做简要介绍。

2 结构消能减震消能减震体系是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙等)设计成消能杆件，或在结构的某些部位(如节点、联结处等)装设阻尼器。

在风荷载或轻微地震时，这些消能杆件或阻尼器处于弹性状态，具有足够的初始刚度，使结构满足正常使用要求;在强震发生时，随着结构变形的增大，这些消能杆件和阻尼器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能量，使主体结构避免进入明显的非弹性状态，并迅速衰减结构的地震反应，从而保护主体结构在强震中免遭损坏[2]。

探讨建筑结构的隔震、减振和振动控制

汶川地震，玉树地震给人们带来了巨大损失，也在人们心中种下了惨痛的记忆。近些年，国家对于防震减灾工作异常重视，对地震频发的地区强烈要求设计具有高防震性能的建筑物以有效抵抗地震所产生的不良影响。通过设计具有高稳定性的建筑物，可以显著提升建筑物的抗震能力，降低建筑物倒塌几率，减少人员伤亡。但是在设计高稳定性的建筑物时，随之而来的也是提高了建筑物的施工成本。施工过程中需要应用更多的混凝土和钢筋实现建筑物强度提升，并且在地震发生时也会破坏建筑物的构造，所以深入研究建筑物防震技术，从全新的角度思考建筑物抗震是十分有必要的。通过对建筑物的主体结构隔震与减振处理，有效控制建筑物的振动情况，是可以保证在成本控制的前提之下实现建筑物防震效果。
289
J YAN JIU IAN SHE
技术应用
完成相应的处理。 3. 半主动控制半主动控制兼具被动控制与主动控制两种措施。一般
情况下，是以主动控制为辅，被动控制为主。倘若建筑物受到地震剪力影响，半主动控制能够调节构建当中的参数，以此来将建筑物动力学特性做出改变。倘若地震产生的不良影响过强时，应用被动控制已经不能够实现理想的减振效果。那么此时便可以借助于外部力量完成抗震处理。目前在建筑领域当中，选择应用的半主动控制技术可以分为可摩擦式隔震系统和可变刚度系统。
材料完成建筑物构建，这些材料大多为弹塑性材料，能够适当性地阻挡来自于地下的能量传输，在能量传输环节当中被消耗与释放，所以当发生地震时，地震所产生的巨大能量将会遇到隔震带，因为隔震带的相关处理将会使得地震能耗不断降低，提升建筑结构的抗震性能。这种方法能够对中型地震和小型地震有效预防，很好地化解了地震能量对建筑物产生的不良影响，可以有效控制地震波的能量，达到防震减灾的目的。

建筑结构的隔震与消能减震的分析研究

摘要:伴随我国经济的飞速发展，建筑业有了很大的发展，人们对建筑物安全性、耐久性与适用性的要求不断提高。

我国地域广阔、地震灾害发生范围较广，加上近年来地壳活动异常活跃，地震频发，就建筑结构隔震、减震的研究也活跃起来。

本文在参考了多个文献资料后，通过对地震作用所造成的危害的研究，分析传统抗震方法的不足，通过对隔震及减震原理的分析，重点阐述几种隔震减震方法，希望能为以后建筑结构的设计提供理论借鉴，减少自然灾害对人们生命、财产安全的威胁。

关键词：隔震消能减震抗震设计0 概述地震是一种自然现象，全世界每年大约发生500万次地震，大多数地震都需灵敏的仪器才能测量到，而人能直接感知的也就大约占1%左右。

我国是多地震国家，地震区分布广大，历次大地震给人民生命财产带来了巨大损失。

建筑物除了承受竖向荷载外，还要承担风和水平地震荷载的作用，建筑物越高，这个水平荷载效应就越明显。

我国41% 的国土、50%以上的城市位于地震烈度7度以上的地区，面临的地震灾害形势非常严峻。

地震是人类面临的最严重的突发性的自然灾害之一，对人类社会造成很大的危害:1976年唐山发生的7.8级强烈地震，倾刻间，百余万人口工业城市被夷为平地，造成24.2万人死亡，16.4万余人重伤。

自1900年有记录以来，我国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%。

随着经济的高速发展，城市化使人口和财富高度密集，强烈地震造成的伤亡和损失将越来越大，地震后的修复和城市的复兴就越有难度，对国家经济发展和社会稳定的冲击也将更为剧烈。

近些年来，四川的汶川地震、青海的玉树地震以及最近的日本地震都造成了巨大损失，这都是有目共睹的。

因此在建筑结构设计中是否充分考虑抗震问题、是否合理的运用了相关的抗震措施是事关人民生命财产安全的重要问题。

建筑结构中的抗震设计尤为重要。

隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的有效技术。

适应我国经济发展的需要，有条件的利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的地震灾害，是完全可能的。

结构隔震与耗能减振yuanli

－6－
把式(1.1.2)的稳态部分代入式(1.1.1)可得稳态解：
x(t) x0 sin(t )
p0 k
Rd
sin(t
)
( xst
)0
Rd
sin(t
)
式中：
(1.1.3)
Rd
x0 (xst )0
1 [1 ( / n )2 ]2 [2 ( / n )]2
——位移放大系数
tan1 2 ( /n ) 1 ( /n )2
Then
c
178.89 0.063
2(m mb )n 2(125)11.314
－21－
Substituting for /n ' and in TR gives
u0t 0.0355 ug0
u0t 0.00355g
思考题：在例题(b)中，若不允许改变系统质量，还有没有其它办法减小加速度反应？
－18－
Solution (a)Determine TR
n
160102 17.889rad / sec 50
2 10
3.512
n 17.889
TR u0t
1 [2(0.1)(3.512)]2
0.108
ug0 [1 (3.512)2 ]2 [2(0.1)(3.512)]2
Therefore, u0t 0.108ug0 (0.108)0.1g 0.0108g
——滞后角
－7－
R d
5
=0.01
4
=0.1
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减震与隔震原理

减震与隔震原理1.抗震结构、隔震结构与消能减震结构⏹基础隔震和层间隔震⏹隔震技术原理远离地震卓越周期增大结构的阻尼⏹基础隔震系统需具备以下四种特性承载特性隔震特性复位特性耗能特性隔震体系的发展历程1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。

J.A.Calantarient于1909年提出的隔震结构中村太郎于1927年提出的隔震结构方案。

在这种隔震系统中已使用阻尼泵来耗散地震动的能量，并且在该建筑地下层柱的上下端采用铰接构造，建筑物可以水平自由移动。

柔性层结构隔震概念由Martel在1929年提出，由Green(1935年)和Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善；下图是真岛健三郎于1934年的柔性层结构。

隔震橡胶支座系统世界第一棟隔震房屋T h e W i l l i a m C l a y t o n B u i l d i n g我国第一棟橡胶隔震房屋(8层住宅）汕头联合国项目1989-1993太原市图书挡案馆隔震楼(6层) 1998乌鲁木齐石化厂区隔震住宅楼群（38栋，13万m2）2000年, 当年世界面积最大隔震住宅群首层隔震广东澄海政府干部住宅楼（7层）层间隔震:首层顶隔震汕头博物馆19962.橡胶支座的分类⏹橡胶隔震支座(RB)⏹铅芯橡胶隔震支座(LRB)⏹高阻尼橡胶隔震支座(HRB)3. 耗能减震结构耗能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接件）设置耗能（阻尼）装置（或元件），通过该装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑性（或粘弹性）滞回变形来耗散或吸收地震输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。

基本原理：在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，消耗掉输入结构体系的大量地震能量，使结构本身需消耗的能量很少，这意味着结构反应将大大减小，从而有效地保护了主体结构，使其不再受到损伤或破坏。

建筑结构抗震【课程作业】

：土质条件对地震反应谱的影响很大，土质越松软，加速度谱曲线表现为（）1.谱曲线峰值右移2：受压构件的位移延性将随轴压比的增加而（）2.减小3：混凝土框架结构中，不属于框架柱常见震害的是（）4.弯曲破坏4：纵波、横波和面波（L波）之间的波速关系为2.V P > V S > V L5：下列灾害中，不属于地震次生灾害的是（）4.噪声6：抗震设防区框架结构布置时，梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于（）1.柱宽的1/47：震级相差一级，能量就要相差（）倍之多3.328：通过内力组合得出的设计内力，以下不属于进行调整以保证的项目（）3.剪切破坏先于弯曲破坏9：框架结构中布置填充墙后，结构的基本自振周期将（）2.减小10：下列灾害中，属于地震次生灾害的是（）1.火灾11：关于多层砌体房屋设置构造柱的作用，下列哪句话是错误的（）4.可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏12：地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（）3.地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象13：如下不属于按地震成因分类的地震类型是（）4.断裂地震14：震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度，则对该地区产生的地震影响是（）2.震级大的远震对柔性结构产生的震害大15：罕遇烈度50年的超越概率为1.2-3％16：抗震设计原则不包括:（）4.强震不倒17：__________适用于结构非弹性地震反应分析。

（）4.逐步积分时程分析法18：下列哪种不属于地震波的传播方式（）4.M波19：关于多层砌体房屋设置构造柱的作用，下列哪句话是错误的（）2.可提高砌体抗变形能力20：下列哪项不属于提高结构延性的构造措施（）4.强梁弱柱21：钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定（）2.抗震设防烈度、结构类型和房屋高度22：框架结构中布置填充墙后，结构的基本自振周期将2.减小23：结构抗震计算不包括以下哪种方法（）3.顶点位移法24：楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的结构，薄弱层的位置为（）4.底层25：下列地震波中传播速度最快的是（）1.纵波26：规范规定不考虑扭转影响时，用什么方法进行水平地震作用效应组合的计算？（）2.平方和开平方法27：__________适用于重量和刚度沿高度分布均匀的结构。

（整理）《振动力学》课程作业.

（整理）《振动⼒学》课程作业.《振动⼒学》2015春节学期作业⼀、⽆阻尼⾃由振动1、如图所⽰，T型结构可绕⽔平轴O作微⼩摆动，已知摆动部分的质量为w，机构绕O轴的时（即机构处于平衡位置时），两弹簧⽆转动惯量为J，两弹簧的弹簧系数均为k，且当=0伸缩，试求该机构的摆动频率。

（答案：ω）2、如图所⽰，长度为L的刚性杆件，在O点铰⽀，⾃由端固定⼀质量为m的⼩球。

在距离铰⽀端a处，由两个刚度系数为k/2的弹簧将刚性杆件⽀持在铅垂⾯内。

求该系统的固有频率。

（忽略刚性杆件和弹簧的质量）（答案：ω）3、如图所⽰，悬臂梁长为L ，截⾯抗弯刚度为EI ，梁的⾃由端有质量为m 的质量块，弹簧刚度为k ，求系统的固有频率。

（答案：ω= ）4、如图所⽰，半径为R 的均质半圆柱体，在⽔平⾯内只作滚动⽽不滑动的微摆动，求其固有⾓频率。

（答案：ω=）5、如图所⽰，抗弯刚度为623010(N m )EI =?? 的梁AB ，借弹簧⽀撑于A,B 两点处，弹簧系数均为300(/)k N m = 。

忽略梁的质量，试求位于B 点左边3m 处，重量为1000()W N = 的物块⾃由振动的周期。

（答案：T=0.533s ）6、⼀个重W 的⽔箱，借助四根端点嵌固的竖置管柱⽀撑着。

每根柱⼦的长为L,抗弯刚度为EI 。

试求该⽔箱顺⽔平⽅向⾃由振动的周期。

（管柱的质量忽略不计）（答案：2T = ）7、《结构动⼒学基础》，第2章课后习题，第1题、第2题、第8题⼆、有阻尼⾃由振动1、如图所⽰，库伦曾⽤下述⽅法测定液体的粘性系数'c ：在弹簧上悬挂⼀薄板A ，先测出薄板在空⽓中的振动周期1T ,然后测出在待测粘性系数的液体中的振动周期2T 。

设液体对薄板的阻⼒等于2A 'c v ，其中2A 为薄板的表⾯⾯积，v 为薄板的速度。

如薄板重W ，试有测得的数据1T 和2T ，求出粘性系数'c 。

空⽓对薄板的阻⼒不计。

（答案：'c =）2、物体质量为2kg ，挂在弹簧下端。