2耗能减震结构设计与应用
消能减震技术
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图11、三位分析模型中摩擦阻尼支撑的布置
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图12、摩擦耗能器在安装过程和安装完成
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3.3 工程实例3
潮汕星河大厦位于汕头市金环路东侧,总建 筑面27976.8平米 ,地下1层,地上总高度 98.70米。分塔楼和裙房两部分,裙楼4层,塔 楼25层(设计22层,后加3层)。结构平面形状 为椭圆形。结构形式为钢管混凝土组合结构, 结构体系为核心剪力墙筒外框架体系。 潮 汕星河大厦由于原设计为22层,施工至12层 时,业主提出增加3层,结构变为25层。
消能减震施工技术
传统的抗震方法是房屋上部结构和基础牢牢地连 接在一起,地震时,地面运动能量经过基础输入到房屋 结构,致使房屋结构发生振动、变形,甚至倒塌。“消 能隔震”的基本思想是使基础和上部房屋结构分离, 隔离地震能量向建筑物的输入。实现地震时地动而建 筑物基本不动,达到保证建筑物安全的目的。
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2、消能减震结构的分类
位移相关型消能装置 速度相关型消能装置 其他类型的消能装置
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2.1 位移相关型消能装置
铅阻尼器。铅阻尼器利用铅具有密度大、熔 点低、塑性高、强度底、耐腐蚀、润滑能力 强等特点,使得该消能器有较高的延性和柔 性,在变形过程中可以吸收大量的能量,并有 较强的变形综合能力。同时,通过动态回复 与再结晶过程,铅的组织和性能还可恢复至 变形前的状态。铅消能器类型主要有铅挤压 阻尼器、铅剪切阻尼器、铅节点阻尼器、异 型铅阻尼器等。
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2.3 其他类型的消能装置
设置耗能杆件。在结构中设置一些耗能支撑、 隅撑或一些附属构件,当地震作用时,利用这 些构件的滞回耗能性能消耗一部分地震能量 以减弱主体结构的地震反应。这些构件在地 震后产生一定程度的损坏,但其更换方便,维 护成本低廉,因而也是一种耗能的重要方式。
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。
消能减震结构体系及设计方法
消能减震结构体系 及设计方法
消能减震,耗能减震,制震
薛彦涛
中国建筑科学研究院
13501034240
消能减震结构
一、什么是消能减震结构
一、什么是消能减震结构 二、消能器有哪几种 三、消能减震适用什么样的结构 四、消能减震的试验研究 五、消能器与结构如何连接结构 六、消能减震结构如何设计 七、工程介绍
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
多遇地震下 多遇地震下： 地震下： 结构处于弹性状态，结构阻尼由组成 的材料决定。 如：钢筋混凝土结构5% 钢结构 2%
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型
强梁弱柱型
偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
框架，框架剪力墙，消能减震框架 在ELCENTRO波输入的反应
。
年的九二一集集大地震，造成許多 人员伤亡，让人印象深刻。台湾地处板块交 界处，每年约有8000多次的地震发生，强度 不一。 当地震來临时高楼大厦搖晃严重，纵使 大樓没有破坏发生，也难以确保居住的安全 性。目前建筑用来抵抗地震的方法，除了建 物结构体外，就是加装隔震、制震装置。
1999
台湾许多建筑已经采用消能减震技术，在经 历过无数大小地震的震撼教育后，台湾民众及建 造商对建筑物有了防震的概念。选择信誉卓越及 优良技术的制震技术，來降低地震的损害，确保 生命财产安全，以及维持建筑物的功能。 因应四川震灾，全台在预售豪宅推销宣传 中，又重新标榜各种超规格制震住宅，
优点 ：
屈曲约束支撑的优点
利用各种类型消能器的组合成一个高 效的消能系统
３．支撑构件好比结构体系中可更换的保险丝， 既可保护其他构件免遭破坏，并且大震后， 可以方便地更换损坏的支撑。 ４．由于屈曲约束支撑具有很高的变形能力，因 此框架支撑结构具有较强的抗倒塌能力，在 抗震加固中，屈曲约束支撑比传统的支撑系 统更有优越性。
消能减震技术在工程中的应用
消能减震技术在工程中的应用1class消能减震概念结构消能减震技术主要指的是在结构的某些部位，如层间空隙、节点连接部分或者连接缝等一些位置安装消能减震装置，或者是将结构的支撑、连接件或非承重剪力墙等一些次要构件设置为能够消能的构件。
在地震来临时，这些装置或者构件可以通过摩擦、塑性变形、粘滞液体流动等一些变化，为结构提供较大的阻尼，消耗地震动输入的能量，消减主体结构的地震动反应，从而起到保护主体结构安全的作用。
与传统增大截面抵抗地震作用不同，消能减震技术主要是通过消能减震构件吸收、消耗地震能量降低主体结构地震响应，是建筑物抗震的另一个有力手段。
消能减震技术中，安装消能器增加结构阻尼的被动消能减震方法，由于其传受力明确、安装维护方便、制作成本低、适用范围广等特点，受到业内人士的青睐。
消能减震原理结构消能减震的实质是在结构中设置消能器，地震时输入结构的能量率先为消能器吸收，大量消耗输入结构的地震能量，有效衰减结构的地震反应。
消能器在地震中起到结构附加阻尼和附加刚度的作用。
相比常规设计提高结构的抗震性能只能通过增加结构构件尺寸或者钢筋的方法，更加经济合理高效，这也是消能减震结构具有经济性优势的主要原因。
结构在地震中任意时刻的能量方程为：传统结构：Ein= Ev+Ec+Ek+Eh;消能减震结构：E'in= E'v+E'c+E'k+E'h+Ed;式中Ein、E'in——地震过程中输入传统抗震结构、消能减震结构体系的能量；Ev、E'v——传统抗震结构、消能减震结构体系的动能；Ec、E'c——传统抗震结构、消能减震结构体系的粘滞阻尼耗能；Ek、E'k——传统抗震结构、消能减震结构体系的弹性应变能；Eh、E'h——传统抗震结构、消能减震结构体系的滞回耗能；Ed——消能器耗散或吸收的能量。
在上述能量方程中，由于Ev和E'v、Ek和E'k仅发生能量转化，并不耗散能量，而Ec和E'c仅占总能量的很小部分（约5%左右），可以忽略不计。
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震资料
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震资料3、隔震和消能减震设计的主要优点隔震体系能够减小结构的水平地震作用，已被理论和国外强震记录所证实。
国内外的大量试验和工程经验表明：“隔震”一般可使结构的水平地震作用降低60％左右，从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏，提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性，增加震后建筑物继续使用的能力。
采用消能方案可以减少结构在风作用下的位移已是公认的事实，对减少结构水平和竖向地震反应也是有效的。
4、隔震和消能减震设计的适用范围1)、隔震设计的适用范围规范12.1.3条对隔震结构提出了一些使用要求。
根据研究：隔震结构主要用于体型基本规则的低层和多层建筑结构。
日本和美国的经验表明，不隔震时基本周期小于1.0秒的建筑结构减震效果与经济性均最好，对于高层建筑效果较差。
国外对隔震建筑工程的较多考察资料表明：硬土场地较适合于隔震建筑；软弱场地滤掉了地震波的中高频分量，延长结构的周期有可能增大而不是减小其地震反应。
墨西哥地震就是一个典型的例子。
日本“隔震结构设计技术标准”（草案）规定，隔震建筑适用于一、二类场地。
我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的反应谱周期均较小，故都可建造隔震建筑。
隔震设计中对风荷载和其他非地震作用的水平荷载给予一些限制（规范12.1.3条3款）是为了保证隔震结构具有可靠的抗倾覆能力。
就使用功能而论，隔震结构可用于：医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑；首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋；图书馆和纪念性建筑；一般工业与民用建筑；建筑物的抗震加固。
2)、消能设计的适用范围消能部件的置入，不改变主体承载结构的体系，又可减少结构的水平和竖向地震作用，不受结构类型和高度的限制，在新建和建筑抗震加固中均可采用。
二、隔震与消能减震设计要求1、设计方案建筑结构的隔震和消能减震设计，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，与建筑抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后，确定其设计方案。
消能减震结构体系及设计方法
1. 结构阻尼
的途径结不构同阻：尼在结构不同振动阶段产生
多遇地震下： 的材结料构决处定于。弹性状态，结构阻尼由组成 如：钢钢筋结混构凝2土%结构5%
罕遇地震下：
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型 强梁弱柱型 偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
消能减震结构体系
及设计方法
薛中国彦建涛筑科学研究院
13501034240
名称解释
消能减震,耗能减震,制震
消能减震结构
一二三、、、什消消么能能是器减消有震能哪适减几用震种什结么构样的结构 四五六七、、、、消消消工能能能程减器减介震与震绍的结结试构构验如如研何何究连设接计结构
一、什么是消能减震结构
起引构值阻到起通，尼因地了结过直，此震至构阻至振，发关的尼振动阻生重振消动将尼后要动耗完永在，的反振全远降地作应动停持低震用能止续，结能量下在。。构量去振如，振输动果减。动入过没小反结程有振应构中结动中，结构幅
一端固接 一端铰接
4
工作原理
双杆式
液尼括塞体开体器缸和，有粘主体粘活小滞要滞塞孔、阻包流上活.
双杆式
穿变两，双个粘杆腔滞式体液筒体，状从因液左此体到活粘右塞滞左，阻右或尼移从器动右中时到的腔左活体。塞体杆积贯不
单杆式
主体粘活小要、滞塞孔包活流上. 括塞体开缸和有，
调节贮油腔
贯体腔穿积。单一会杆个发式腔生筒体改状变，液因，体单此因粘杆活此滞式塞需阻左要尼右一器移个中动调的时节构中安装消 能器（阻尼器），人为增加结构 阻尼，消耗地震下结构的振动能
。 量，达到减小结构的振动反应，
实现结构抗震的目的 采用了消能减震技术的结构称
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。
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震隔震与消能减震是新《减震抗震设计规范》中的两个重要概念。
隔震是指通过设置隔震层，将结构与地震动进行隔离，使结构对地震的响应减小。
消能减震则是通过在结构中设置能够吸收和耗散地震能量的装置，实现地震能量的消耗和减震效果。
隔震是一种较为传统的减震措施，它通过设置隔震层，将结构与地震动进行隔离，使结构受到的地震力和位移减小，从而减小结构的破坏程度。
隔震层通常由隔震支座、隔震垫板等组成，这些装置能够在地震过程中自由移动，吸收和消散地震能量。
隔震的优点是能够有效减少结构的响应，保护结构的完整性，减小地震灾害的损失。
然而，隔震也存在一些问题，如隔震支座和隔震垫板的制造和安装难度较大，需要考虑地震过程中的水平限制等。
消能减震是相对较新的一种减震措施，它通过在结构中设置能够吸收和耗散地震能量的装置，实现地震能量的消耗和减震效果。
这些装置通常由减震器、摇摆框架等组成，它们能够在地震过程中发挥吸能和耗能的作用，从而减小结构的震动响应。
消能减震的优点是能够在地震过程中吸收和耗散大量的地震能量，降低地震对结构的破坏力度，提高结构的抗震性能。
然而，与隔震相比，消能减震要求设备的制造和维护难度较大，需要考虑装置的可靠性和耐久性等问题。
新《减震抗震设计规范》对隔震与消能减震提出了较为详细的要求和规范。
其中，对于隔震层的设置，规范要求应根据结构的抗震性能要求和场地条件进行合理的选择。
对于消能减震装置的设计，规范要求需要考虑装置的材料、减震效果以及装置的可靠性和耐久性等方面。
同时，规范还对隔震与消能减震的施工和验收提出了一系列具体的要求和标准，以保证减震措施的有效实施和质量控制。
总的来说，隔震与消能减震是新《减震抗震设计规范》中重要的减震措施。
它们通过不同的方式和装置，实现对结构的减震和减小地震响应的效果。
隔震通过隔离结构与地震动，减小结构的破坏程度；消能减震通过吸能和耗能装置，消耗地震能量，提高结构的抗震能力。
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。
耗能减震技术在结构减震中的应用研究(文献综述)
文献综述耗能减震技术在结构减震中的应用研究1. 前言传统的抗震设计是利用结构本身的抗震性能抵御地震作用，以达到抗震的目的,这是“硬碰硬”式的抗震, 是一种消极被动的抗震方法。
耗能减震技术[1]原理是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的，以减小主体结构地震反应或减轻其破坏, 达到抗震的目的。
1972 年新西兰的Kelly等人[2]首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。
为了改善地震作用下结构的工作性能，近年来国内外已开发出了各种耗能阻尼器。
目前, 已开发出多种耗能减震装置, 它们可归纳为以下三类:(1) 金属阻尼器;(2) 摩擦耗能减震装置;(3)粘弹性阻尼器。
因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。
加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西兰和美国等国家已将耗能减震装置应用到建筑中以减轻建筑物的地震反应, 以及在某些情况下减轻建筑物中设备振动损害的危险性。
本文总结了国内外耗能减震技术研究和工程应用的最新进展。
2. 耗能能减震的概念及原理消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。
装有阻尼（消能）装置的结构称为耗能减震结构。
耗能减震的原理[8]可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：（a ）地震输入； （b ）传统抗震结构； （c ）消能减震结构图1 结构能量转换途径对比传统抗震结构：in v c k h E E E E E =+++ (1)耗能减震结构：''''in v c k h d E E E E E E =++++ (2)式中：E in 、E in ′——地震过程中输人结构体系的能量；E v 、E v ′——结构体系的动能；E c 、E c ′——结构体系的粘滞阻尼消能；E k 、E k ′——结构体系的弹性应变能；E h 、E h ′——结构体系的滞回消能；E d ——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。
软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述
・综 述・软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述3章丛俊 李爱群 赵 明(东南大学土木工程学院 南京 210096) 摘 要:对软钢阻尼器消能减震结构进行了综述,包括国内外软钢阻尼器研究与应用状况,软钢阻尼器耗能减震结构体系的分析与设计方法及标准化发展,并提出了软钢阻尼器耗能减震技术有待进一步研究的若干问题。
关键词:软钢阻尼器 滞回曲线 耗能 减震 耗能减震结构体系SU MMAR Y OF RESEARCH ON AN D APP LICATIONS OF PASSIVE ENERG YDISSIPATION SYSTEMS OF MI LD STEE L DAMPERZhang C ongjun Li Aiqun Zhao M ing(C ollege of Civil Engineering ,S outheast University Nanjing 210096)Abstract :I t is summarized that the passive energy dissipation systems of mild steel dam per ,including the studies and applications of the new techniques both at home and abroad ;the per formance ,design methods and codes of structure systems with energy dissipaters.S ome problems to be further studied are presented.K eyw ords :mild steel dam per hysteretic curve energy dissipation seismic reduction structure systems with energy dissipation3国家自然科学基金资助项目(编号:59978009)。
建筑结构设计的隔震减震探究
建筑结构设计的隔震减震探究摘要：目前，人们对建筑行业的隔震抗震技术要求越来越高，隔震抗震技术也越来越先进。
因此，应根据不同的建筑要求，设计时使用不同的隔震技术，确保建筑物在遭受伤害时的稳定性。
下面本文就建筑结构设计的隔震减震进行简要探讨。
关键词：建筑结构设计；隔震减震；1 建筑隔震减震体系概述在城市化进程不断推进的当今社会，建筑行业的发展速度获得了显著提升。
人们对于建筑物的结构安全性也提出了更多的期盼和要求。
在这种工作形势下，以往的抗震设计已经无法满足社会的实际需求。
因此，工作人员应该对传统技术的实施经验进行吸收和采纳，并将其应用在新型技术中的，这样才能够更好地实现建筑物的隔震效果。
在工程减震区域中，隔震技术是应用较为广泛的技术之一。
在相关技术应用过程中，施工人员要在建筑物下端或者某个位置安装控制装置，安装控制装置的目的在于一旦发生地震，能够减少地震对于结构产生的不利影响，通过隔震减震装置的运作，能够吸收一部分能量，从而最大程度降低地震产生的危害。
在受到中强度地震时，通过隔震减震结构的设计，能够进一步延长结构体系的自振周期性能，在一些特殊情况之下，隔震减震装置还应具有较好的耐久性甚至是自动复原功能。
在具体设计过程中，要确保结构变形在一定范围之内，同时也要避免隔震减震装置对建筑物的正常使用产生影响。
2 现阶段隔震减震技术在应用过程中所遇到的问题2.1 建筑物支座的设计影响和减震效果问题要使建筑结构更为稳定，则必须在减震与隔震设计方面尽可能地进行分散，如果将减震与隔震设置在建筑四周，则在地震时会大幅增大建筑的倾覆力量，并对建筑的支撑张力造成较大的影响。
在进行隔震减震装置设置过程中，应具体情况具体分析，一般应做到最大限度的分散设置。
但是需要注意的是，在高层建筑附近不能进行这样的分散布置，不然就会致使抗震墙在实际地震的过程中会加大承受倾覆力，在一定程度上也会影响到支座的整体拉力。
如果受力面较大，则需要对于隔震减震装置中的支座进行重新设计，在设计过程中要确保支座间的距离小于 2 米。
2耗能减震结构设计与应用
粘滞流体 粘滞流体 阻尼器 速度相关 粘弹性 阻尼器 软钢 阻尼器 粘弹材料 速度相关 金属屈服 位移相关
高耸结构
☆☆☆
大跨结构
多/高层 结构
☆☆
☆☆☆☆
仅地震 仅地震
☆☆☆☆
防屈曲 杆件屈曲 耗能支撑 位移相关 摩擦 阻尼器 摩擦耗能 位移相关
☆☆☆☆
复杂结构
☆☆☆☆
☆☆
桥梁结构 自恢复能力差 耐久性差，仅地震
4.4 附加刚度和阻尼比计算
3.3.3 消能减震结构的总阻尼比应为结构阻 尼比和附加阻尼比的总和，结构阻尼比应 根据主体结构处于弹性或弹塑性工作状态 分别确定。 3.3.4 消能减震结构的总刚度应为结构刚度 和消能部件附加给结构的有效刚度之和。
6.3.2 消能部件附加给结构的实际有效刚度 和有效阻尼比，可按下列方法确定： 1 位移相关型消能部件和非线性速度相关型 消能部件附加给结构的有效刚度可采用等价线 性化方法确定。 2 消能部件附加给结构的有效阻尼比可按下 式计算：
4.1 消能减震结构的概念设计
4.1.1 适用范围和设防目标
3.8.1 隔震与消能减震设计，可用于抗震 安全性、使用功能有较高要求或专门要 求的建筑。
【说明】2008 年局部修订改为非强制性要求。本次修
订，将使用功能“特殊”要求改为“较高或专门” 要求，并明确用于抗震安全性较高要求的建筑，不 限于2001 版的8、9 度设防地区。
K =
..
.
..
= C
KsKe Cs Ce
原结构的阻尼矩阵一般采用Rayleigh阻尼， 通常是满足正交条件的，即
Csj * i j T i Cs j 0 i j
消能减震结构抗震设计应用的探讨
消能减震结构抗震设计应用的探讨摘要：本文在介绍消能减震体系优越性的基础上，简述了抗震设计理论以及减震技术的发展与研究状况，并对消能减震结构体系的抗震设计思路与计算方法进行了探讨，为发展、完善消能减震结构的抗震设计提供了参考。
关键词：消能减震结构；抗震设计；基于性能的抗震设计理论；消能减震结构发展至今，正在逐步走向成熟，世界上很多国家包括我国在抗震设计规范或规程中都制定有消能减震设计的有关规定或指导意见，越来越多的实际工程采用了消能减震体系，都一致认同它具有良好的抗震性能，可以预见消能减震技术有着广阔的应用前景。
但是目前的情况还存在一些消能减震结构的分析计算和实用设计方法的问题需要进一步深入研究。
1消能减震体系的优越性相对传统抗震技术，消能减震体系具有很多优越性[1]：（1）安全可靠、有效减震（抗风）：消能减震结构体系由于设置非承重的消能装置，它们具有很强的耗能能力，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。
（2）经济、节省工程造价：消能减震结构虽然增设某些消能装置，但主体结构所承受的地震作用大大减小，故可减少构件断面，减少构件配筋，扩大跨度，增加高度等等，结构物的总造价反而节省。
（3）使建筑结构设计不受太多限制：由于采用消能控制装置，结构本身所受的地震作用大大减少，因而可以突破传统结构对结构设计的某些严格限制（如要求体型规则、对称、刚度均匀，刚心质心重合等等），按照建筑结构的功能要求，做成非规则结构、大跨度结构、大开间结构、框架与砖混结构、超高层抗震抗风结构等等。
使建筑师从抗震限制中解放出来，比较自由地对建筑物或结构物进行建筑设计，而其抗震能力通过减震装置加以保证。
（4）技术合理性：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、越柔，跨度越大，消能减震效果越显著。
耗能减震结构设计与应用
Core Steel Member
Concrete
(Mortar)
Tab Plate
Steel Tube (Buckling Restrained Part)
Buckling Restrained
Brace
3.6 复合型耗能器
1．在同一种耗能机制下，可利用多个耗能元件协 同工作共同耗能； 2．在同一种耗能（阻尼）减震器中，综合利用不 同的耗能机制共同耗能；即耗能（阻尼）减震器 同时利用两种或两种以上的耗能方式耗能； 3．耗能（阻尼）减震器应具有多道耗能减震防线 （或多级耗能元件）； 4．具有良好的变形跟踪能力，其承载和耗能能力 具有随变形增大变化的自适应能力。
12.1.6 建筑结构的隔震设计和消能减震设计， 尚应符合相关专门标准的规定；也可按抗 震性能目标的要求进行性能化设计。
【说明】本条与2001 版的规定相比，明确提 醒可采用隔震、消能减震技术进行结构的 抗震性能化设计。
隔震与消能减震技术是实现性能化设计 的有效方法
12.1.2 建筑结构隔震设计和消能减震设 计确定设计方案时，除应符合本规范
（2）钢管摩擦耗能器
3.5 防屈曲耗能支撑
F
Buckling
F
No Buckling ( Yielding )
Conventional Brace
P
Tension
Buckling Restrained Brace
P
Tension
Compression
Compression
Unbonding Materials
分类 工作原理 技术水平 需关注的问题 应用范围 应用程度 发展方向
粘滞流体 粘滞流体 阻尼器 速度相关 ☆☆☆Байду номын сангаас 粘弹性 粘弹材料 阻尼器 速度相关 ☆☆☆
浅谈结构耗能减震的发展及应用
浅谈结构耗能减震的发展及应用作者：杨晓夏来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：结合现代抗震设计的思路，阐述了新型建筑结构的隔震减震技术的发展，应用，以及目前常用的的隔震减震装置，提供建筑结构的抗震设计新思路。
关键词：建筑结构，隔震，耗能减震；应用中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：引言地震是因地壳快速释放能量过程中造成地面振动，产生巨大破坏的一种自然灾害。
自上世纪70年代以来，我国相继发生了唐山地震（1976年）台湾集集地震（1999年）汶川地震（2008年）雅安芦山地震（2013年）等一系列大地震，造成了巨大的财产人员伤亡，促使人们认识到结构抗震性能的重要性。
1.传统的结构抗震思路; ;; ;;;在当前抗震理论下形成的传统的结构抗震思路，其主要内容是：1.1 合理选择结构屈服水准的地震作用。
一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值（即中震的），再以不同的R（地震力降低系数）得到不同的设计用地面运动加速度（即小震的）来进行结构的强度设计。
1.2 制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。
其中主要包括内力调整措施（强柱弱梁、强剪弱弯）和抗震构造措施。
; ;; ;1.3 合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。
系统的抗震措施包括以下几个方面内容：“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、抗震构造措施。
2.耗能减震理论基础单质点结构体系动力分析模型见图1单质点弹性体系运动方程：令，，得：上式为二阶常系数线性非齐次微分方程，它的解包含两个部分：一个是对应于齐次微分方程的通解；另一个是微分方程的特解。
前者代表自由振动，后者代表强迫运动。
齐次微分方程的通解：，式中可以看出有阻尼自振频率随阻尼系数增大而减小，即阻尼愈大，自振频率愈慢。
非齐次线性微分方程的特解:分析运动方程及其解答可以看到：地面运动加速度直接影响体系地震反应的大小；而不同频率（或周期）的单自由度体系，在相同的地面运动下会有不同的地震反应；阻尼比对体系的地震反应有直接的影响，阻尼比愈大则弹性反应愈小。
双重耗能机制框架结构消能减震分析
双重耗能机制框架结构消能减震分析摘要：对含双重耗能机制框架结构展开消能减震分析，分析结果表明：1）多遇地震下，该消能减震结构层剪力相比于原结构能减小50%以上，层间位移角远小于规范要求，具有良好的抗震性能及减震效果；2）消能减震结构能够满足“大震不倒”的设计要求与“强柱弱梁”的屈服机制；3）黏滞阻尼器能大量耗散地震输入结构的能量，防屈曲支撑在多遇地震作用下仅为结构提供刚度，在罕遇地震作用下与黏滞阻尼器一起耗散地震能量。
关键词：双重耗能机制；钢筋混凝土框架；消能减震；黏滞阻尼器；防屈曲支撑1 前言消能减震技术是在结构中加设消能减震装置，是提升建筑结构抗震性能最直接、有效的手段之一。
在地震作用下，消能减震装置率先耗散地震输入结构中的能量，减小主体结构的变形和损伤，增加结构的安全性。
目前，常用的消能减震装置主要有速度型阻尼器与位移型阻尼器两种。
速度型阻尼器通常由黏滞或黏弹性材料制成，利用材料的特性来耗散地震能量，耗能总量与阻尼器变形的速度相关，譬如黏滞阻尼器，可为结构附加阻尼，同时降低结构的层剪力与层间位移角0。
位移型阻尼器通常由塑性变形能力好的材料制成，在地震往复作用下通过其良好的塑性滞回耗能能力来耗散地震能量。
耗能总量与阻尼器变形量相关，譬如防屈曲支撑，其在屈服前可为结构提供附加刚度，有效减小结构的变形，在屈服后耗散地震能量0。
由上述可知，速度型阻尼器可为结构提供额外的阻尼比，位移型阻尼器不仅可为结构提供阻尼比，还可附加刚度，有效减小结构变形。
但附加的刚度会减小主体结构的周期，增加结构在地震作用下的层剪力，若将此两种耗能机制不同的消能装置结合使用，形成含双重耗能机制的消能减震结构，可以更好的发挥两种阻尼器的特点和减震性能，提升结构的安全性。
本文将黏滞阻尼器与防屈曲支撑两种消能减震装置加设于某框架结构，形成含双重耗能机制的消能减震结构，并对其进行消能减震分析，为今后该类型结构的设计与分析提供参考。
2 工程概况钢筋混凝土框架结构总建筑面积约为33320m2，地上10层，总高度为53.4m，图1为首层结构平面图。
消能减震技术的发展及应用
消能减震技术的发展及应用摘要：地震是一种威胁人们生命和财产安全的具有破坏性的自然灾害。
采用传统的抗震方法无法满足人们对安全性的要求，消能减震技术因其概念简单、减震机理明确、减震效果显著、应用范围广等优点获得广泛应用。
文章介绍了消能减震技术的基本原理以及发展过程，并通过介绍消能器的种类及其工程应用实例说明其消能减震作用，从而为该技术的应用和发展提供参考。
关键词：消能减震；阻尼器；抗震0 引言地震是一种普遍存在的破坏性极强的自然灾害，罕遇的大地震会给建筑物及构筑物带来严重的破坏，对人们的生命和财产安全造成极大的威胁。
所以在建筑结构设计中如何防止地震作用下建筑物的破坏就显得尤其重要。
传统的抗震结构设计方法是一种被动消极的抗震对策，而消能减震结构能更好实现结构抵抗地震作用能力的提升。
近年来，消能减震技术因其概念简单、减震机理明确、减震效果显著、应用范围广等优点获得广泛应用。
本文对消能减震技术的发展与应用成果进行总结，为下一步消能减震技术研究和发展提供参考。
1 基本原理消能减震结构是将减震控制的设计思想运用在结构抗震设计上。
它通过在原结构的某些部位（一般为相对变形较大处）附加一个消能减震装置，如柱间、剪力墙、相邻建筑间等设置消能器，与原结构形成一个新的消能体系。
在这个体系中，附加的消能减震装置承担耗散了地震输入能量的90%，大大减小地震对原结构的作用，从而有效地减轻了主体结构在地震中所受的损害。
2 国内外发展过程上世纪70年代新西兰学者Kelly[1]等人提出了被动耗能减震的概念，从而开始了对消能减震结构的研究。
1972年美籍华裔学者姚治平[2]进行了结构振动控制的理论研究。
同时，日本学者Kobori[3]等在控制地震反应方面做了大量的研究，提出了主动变刚度的地震反应控制思想。
国内对消能减震结构设计的引入稍晚。
20世纪70年代末，我国学者[4]开始对结构消能体系进行研究，建成数栋设有消能支撑的钢筋混凝土厂房结构，并自此一直致力于消能减震技术的研究工作和工程实践应用。