结构减隔震设计(PPT,80页)
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《减震器设计》课件
《减震器设计》ppt课件
目录
• 减震器概述 • 减震器设计基础 • 减震器设计流程 • 减震器设计案例分析 • 减震器设计的挑战与展望
01
减震器概述
减震器的定义与作用
总结词
减震器的定义与作用
详细描述
减震器是一种用于减小或吸收机械系统振动，提高设备稳定性和可靠性的装置 。在各种机械系统中，减震器的作用是减小或消除振动，以保护设备免受损坏 ，提高设备的使用寿命和性能。
模块化设计
未来减震器设计将趋向于 模块化设计，通过模块的 组合和替换实现快速设计 和多样化应用。
未来展望
1 2
更高效的设计工具
未来将出现更高效的设计工具，如智能CAD、 CAE等，以提高减震器设计的效率和精度。
个性化与定制化
随着市场需求的变化，减震器设计将趋向于个性 化与定制化，以满足不同用户的需求。
对两个案例进行对比分析，总结汽车减震 器设计的关键要素和共性特点。
建筑减震器设计
建筑减震器设计概述
阐述建筑减震器在地震防护中的作用、分类和设 计原则。
建筑减震器设计案例二
以另一栋建筑为例，介绍其减震器设计的独特之 处和效果评估。
ABCD
建筑减震器设计案例一
选取一栋典型建筑，介绍如何通过减震器设计减 小地震对建筑的影响。
03
减震器设计流程
需求分析
目的明确
明确减震器的使用场景、性能要 求和限制条件，为后续设计提供 指导。
市场调研
了解同类减震器的性能、价格、 优缺点等，以便进行差异化设计 。
方案设计
初步设计
根据需求分析，制定减震器的基本结 构、原理和关键参数。
方案评估
对初步设计的减震器进行理论分析和 仿真，评估其性能和可行性。
目录
• 减震器概述 • 减震器设计基础 • 减震器设计流程 • 减震器设计案例分析 • 减震器设计的挑战与展望
01
减震器概述
减震器的定义与作用
总结词
减震器的定义与作用
详细描述
减震器是一种用于减小或吸收机械系统振动，提高设备稳定性和可靠性的装置 。在各种机械系统中，减震器的作用是减小或消除振动，以保护设备免受损坏 ，提高设备的使用寿命和性能。
模块化设计
未来减震器设计将趋向于 模块化设计，通过模块的 组合和替换实现快速设计 和多样化应用。
未来展望
1 2
更高效的设计工具
未来将出现更高效的设计工具，如智能CAD、 CAE等，以提高减震器设计的效率和精度。
个性化与定制化
随着市场需求的变化，减震器设计将趋向于个性 化与定制化，以满足不同用户的需求。
对两个案例进行对比分析，总结汽车减震 器设计的关键要素和共性特点。
建筑减震器设计
建筑减震器设计概述
阐述建筑减震器在地震防护中的作用、分类和设 计原则。
建筑减震器设计案例二
以另一栋建筑为例，介绍其减震器设计的独特之 处和效果评估。
ABCD
建筑减震器设计案例一
选取一栋典型建筑，介绍如何通过减震器设计减 小地震对建筑的影响。
03
减震器设计流程
需求分析
目的明确
明确减震器的使用场景、性能要 求和限制条件，为后续设计提供 指导。
市场调研
了解同类减震器的性能、价格、 优缺点等，以便进行差异化设计 。
方案设计
初步设计
根据需求分析，制定减震器的基本结 构、原理和关键参数。
方案评估
对初步设计的减震器进行理论分析和 仿真，评估其性能和可行性。
建筑抗震与设防 减震隔震PPT课件
第10页/共28页
2.滚动隔震
滚动隔震主要有滚轴隔震和滚珠隔震两种。
在基础与上部结构之间设 置上、下两层彼此垂直的 滚轴，滚轴在椭圆形的沟 槽内滚动，因而该装置具 有自己复位的能力。
双排滚轴隔震装置 1一上部滚轴群;2一下部滚轴群;3一呈弧形沟槽的中间板;4-钢制连接件;
5-销子;6一底盘;7一盖板;8一盖板向下突壁;9一散粒物
第21页/共28页
8.3.3吸振减震原理
吸振是通过附加子结构使主结构的能量向子结构转 移的减震方式。
第22页/共28页
8.3.4 吸振减震装置
1.调频质量阻尼器(TMD )
这种装置通常做成可滑动的质量块，可以安装在高耸结构或高层建筑的顶部 比较适合于阻尼比较小的钢结构或桥梁结构的风振控制，对于阻尼比较大的混凝 土高层建筑结构的振动控制尤其是地震反应控制，效果往往不太明显。 2.调谐液体阻尼器(TLD)
隔震层通常具有较大的阻尼，从而使结构所受地震作用较非隔震结构 有较大的衰减。隔震层具有很小的侧移刚度，从而大大延长了结构物的周期， 因而，结构加速度反应得到进一步降低。与此同时，结构位移反应在一定程 度上有所增加。
第3页/共28页
第4页/共28页
在进行基底隔震结构设计时应注意: （1）在满足必要的竖向承载力前提下，隔震装置的
然而，延性结构体系的结构，仍然是处于被动地抵御地震作用的 地位。对于一般性建筑物，当遭遇相当基本烈度的地震袭击时，结构 即可能进人非弹性破坏状态，从而导致建筑物装修与内部设备的破坏， 造成巨大的经济损失。对于某些生命线工程(如电力、通讯部门的核 心建筑)，结构及内部设备的破坏可以导致生命线网络的瘫痪，所造 成的损失更是难以估量。所以，随着现代化社会的发展，各种昂贵设 备在建筑物内部配置的增加，延性结构体系的应用也有了一定的局限 性。面对新的社会要求，各国地震工程学家一直在寻求新的结构抗震 设计途径。
YJK结构隔震设计PPT培训课件
26
隔震层以下结构设计
27
隔震层以下结构设计
• 《抗规》12.2.9 ： • 1、隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震
支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。 • 2、隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘）中直接支
承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地 震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以 下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要 求。
24
查看隔震支座应力
• 为了得到隔震支座 的应力，必须在隔 震参数中正确输入 隔震支座的面积， 如果在参数中没有 输入隔震支座的面 积，隔震支座应力 菜单输出的结果将 是0
25
查看隔震支座位移
• 使用“隔震支座位移 ”菜单查看各个隔震 支座位移；
• 按照《抗规》12.2.3隔 震支座在表12.2.3所列 的压应力下的极限水 平变位的限值要求。
14482.121 17916.424 21359.904 22776.092
隔震FNA时程法剪力 2020.284 3478.296 4086.388 4315.748 3139.032
剪力比 0.24 0.24 0.23
-
17
对非隔震模型输入β/ψ的反应谱法计算
• 在非隔震模型中输入β/ψ并进行反 应谱法计算，得到上部结构的最 终配筋结果；
28
隔震层支墩、支柱的计算
• 取隔震支座验算结果的各 组合下支座内力（轴力u1 ，剪力u2、u3）值；
• 弯矩可按轴力与水平位移 乘积取值，取较大值；
• 以上轴力、剪力、弯矩可 用于支柱的设计内力；
• 支柱设计可采用此内力用 工具箱手核。
隔震层以下结构设计
27
隔震层以下结构设计
• 《抗规》12.2.9 ： • 1、隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震
支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。 • 2、隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘）中直接支
承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地 震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以 下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要 求。
24
查看隔震支座应力
• 为了得到隔震支座 的应力，必须在隔 震参数中正确输入 隔震支座的面积， 如果在参数中没有 输入隔震支座的面 积，隔震支座应力 菜单输出的结果将 是0
25
查看隔震支座位移
• 使用“隔震支座位移 ”菜单查看各个隔震 支座位移；
• 按照《抗规》12.2.3隔 震支座在表12.2.3所列 的压应力下的极限水 平变位的限值要求。
14482.121 17916.424 21359.904 22776.092
隔震FNA时程法剪力 2020.284 3478.296 4086.388 4315.748 3139.032
剪力比 0.24 0.24 0.23
-
17
对非隔震模型输入β/ψ的反应谱法计算
• 在非隔震模型中输入β/ψ并进行反 应谱法计算，得到上部结构的最 终配筋结果；
28
隔震层支墩、支柱的计算
• 取隔震支座验算结果的各 组合下支座内力（轴力u1 ，剪力u2、u3）值；
• 弯矩可按轴力与水平位移 乘积取值，取较大值；
• 以上轴力、剪力、弯矩可 用于支柱的设计内力；
• 支柱设计可采用此内力用 工具箱手核。
隔震结构与减震结构与传统结构抗震设计(完全版)ppt课件
Vc s1( )G 9601 .49kN
,隔震层的总刚度为53504KN/m。每个GZY400隔震支座受到水平剪力为218.22KN。
10
最大加速度
m10/ .s62.8 隔震结构时程分析验算
1．分析模型
上 部 结 构
隔 震 层
地震波 ART EL CENTRO ART HACHINOHE
ART KOBE
力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此 确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图10.10所示，即各柱底部分别安置橡胶 支座）。
图10.10 隔震支座布置图
5
1.确定轴向力 竖向地震作用
Fevk vG
柱底轴力设计值
N 1.2 (恒载 0.5 活载）1.3 竖向地震作用 53608 .25kN
图10.11 隔震结构时程分析模型 2．输入地震波
本工程8度(0.15g)设防，时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为：
多遇地震1.10 m / s2
罕遇地震5.10m / s2
输入地震波如表10.7： 表10.7时程分析地震波参数
相位特性
时间间隔 (s)
EL CENTRO 1940 NS HACHINOHE 1969 EW JMA KOBE 1995 NS
Kh K j 2.092 44 92.048kN/ mm
由式(10.3)
eg
K j j 44 2.092 0.292 0.292
Kh
92.048
6
。
由式(10.1)
T1 2
G Khg
1.27S
5Tg
5 0.4 2.0s
。
2
1
0.05 eg 0.06 1.7eg
,隔震层的总刚度为53504KN/m。每个GZY400隔震支座受到水平剪力为218.22KN。
10
最大加速度
m10/ .s62.8 隔震结构时程分析验算
1．分析模型
上 部 结 构
隔 震 层
地震波 ART EL CENTRO ART HACHINOHE
ART KOBE
力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此 确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图10.10所示，即各柱底部分别安置橡胶 支座）。
图10.10 隔震支座布置图
5
1.确定轴向力 竖向地震作用
Fevk vG
柱底轴力设计值
N 1.2 (恒载 0.5 活载）1.3 竖向地震作用 53608 .25kN
图10.11 隔震结构时程分析模型 2．输入地震波
本工程8度(0.15g)设防，时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为：
多遇地震1.10 m / s2
罕遇地震5.10m / s2
输入地震波如表10.7： 表10.7时程分析地震波参数
相位特性
时间间隔 (s)
EL CENTRO 1940 NS HACHINOHE 1969 EW JMA KOBE 1995 NS
Kh K j 2.092 44 92.048kN/ mm
由式(10.3)
eg
K j j 44 2.092 0.292 0.292
Kh
92.048
6
。
由式(10.1)
T1 2
G Khg
1.27S
5Tg
5 0.4 2.0s
。
2
1
0.05 eg 0.06 1.7eg
工程结构抗震设计PPT课件
2. 罕遇地震作用下，不同层数都取0.05。
三、变形验算
1. 多遇地震下，层间变形应不超过层高的1/300；
2. 罕遇地震下，层间变形不应超过层高的1/50。
工程结构的隔震与减震 第一节 结构控制的基本概念
一、抗震理论的发展阶段
1．静力理论，即抗侧力系数法 刚性结构体系，无法真正实现 2．弹性地震反应谱分析方法 设计思想：“小震不坏，大震不倒” 延性结构体系，应用日益受到限制
楼梯间墙体空间刚度差
6．楼盖与屋盖的破坏
墙体倒塌，支撑长度过小
7．附属构件的破坏 与主体建筑连接差
第二节
建筑布置与结构选型
1．建筑布置和结构体系
（1）建筑物平面布置 宜规整、对称 （2）建筑物体型和立面
体型宜规则、对称，各部分重量和刚度均匀
立面宜避免高低错落、局部突出等
（3）建筑物的结构体系
1）优先采用横墙承重方案，其次采用纵横墙混合承 重方案，纵墙承重方案不利抗震
2. 对于大于9度的地区，应进行专门研究；
3. 基本烈度为6度的地区，除国家特别规定外，可 采用简易设防，或不进行抗震验算。
(三)抗震设防目标 按规范要求进行抗震设计的公路工程在发生与之相当的基本 烈度地震影响时 1. 位于一般地段的高速公路、一级公路工程，经一般整修即 可正常使用； 2. 位于一般地段的二级公路及位于软弱粘性土层或液化土层 上的高速公路、二级公路工程，经短期抢修即可恢复使用；
b. 试确定上题改为框-剪、剪力墙结构时的抗震等级。
3．结构布置 （1）柱网布置 柱网布置：要简单规整，刚度分布均匀，满足生 产工艺、使用情况下力求经济合理
（2）结构平面布置
宜简单、规则、对称 （3）结构竖向布置 体型力求规则均匀，抗侧力构件宜上下连续贯通。 4．抗震缝布置
结构减隔震设计
隔震结构设计
隔震结构设计的一般原则 1.设计地震动参数，如反应谱、地震波等应选择与建筑所在场地相适应的 地震动参数。 2.叠层橡胶垫隔震结构在竖向地震动作用下的设计方法与传统的基底抗震 结构相同。 3.在满足必要的竖向承载力的同时，隔震装置的水平刚度应尽可能小，以 降低隔震结构的自振频率，使其远低于地震动的卓越频率范围，从而保证 地震反应有较大的衰减。同时，隔震层的最大位移应控制在允许的范围内。 4.在风荷载作用下，隔震结构不能有太大的水平位移。故其基底常安装风 稳定系统。
5.在采用橡胶垫隔震措施的各类房屋中，其建筑总高度和层数宜符合下表 要求。
6.隔震结构中叠层橡胶垫不宜出现受拉状态，因此房屋最大高宽比不应超过 表18-4所示限值。
7.橡胶垫隔震支座和隔震层的其他部件，尚应根据隔震层所在位置的耐火等 级采取相应的防火措施。
2013芦山地震
距离震中10余公里的芦山县城，当时地震烈度等级介于八、九度，设计为 抗烈度七度的芦山县人民医院新门诊综合楼却几乎毫发未伤，玻璃没碎， 墙没裂缝，只脱落了少量的乳胶漆。造就“楼坚强”的关键就是大楼地基 与地面建筑之间那83根橡胶隔震支座。
基础隔震结构的特点：
结构减隔震设计
推荐教材： 地震工程学 李宏男 工程结构减震控制 周福霖
参考书：
机械工业出版社 地震出版社
本课程主要内容
一 结构隔震 二 结构消能减震 三 结构主动、半主动震
世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑（The William Clayton Building,New Zealand）
基础隔震结构的优点： 1.提高了地震时结构的安全性和舒适性。加速度只有传统抗震结 构的1/4~1/12。 2.防止了非结构构件破坏和建筑物内物品的振动、翻倒等。上部 结构近似于刚体振动。
建筑结构抗震设计(PPT,共81页)
提供了较大的侧向刚度，位移得到控制。
3.1
结构抗震概念设计
五、合理的结构材料
• 延性系数（表示极限变形与相应屈服变形之比）高； • “强度/重力”比值大（轻质高强）； • 匀质性好； • 正交各向同性； • 构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并
图 断层和断裂带 “有地震必有断层，有断层必有地震”
3.1
结构抗震概念设计
断裂及其工程影响
地质调查结果： •沿龙门山中央主断裂 带的地表破裂从映秀镇 至北川长200km； • 沿龙门山山前断裂带 的地表破裂从都江堰至 汉旺镇长40km 。
(图源：张培震, 2008)
汶川地震的 启示和教训
位于地震 断层的建筑， 由于地震断错 和地面强大振 动，带来房屋 毁灭性坍塌。
填充墙。
4层以上平面图
2）竖向不规则：塔楼上部（4层
楼面以上），北、东、西三面布
置了密集的小柱子，共64根，支
承在过渡大梁上，大梁又支承在
其下面的10根柱子上。上下两部
分严重不均匀，不连续。
3）主要破坏：第4层与第5层之 间(竖向刚度和承载力突变),周围
4层以下平面图
剖面图
柱子严重开裂，柱钢筋压屈；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙
• 这里的“规则”包含了对建筑平面、立面外形尺寸，抗 侧力构件的布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因 素的综合要求。
• “规则”的具体界限随结构类型的不同而异，需要建筑 师和结构师相互配合，才能设计出抗震性能良好的建筑。
3.1
结构抗震概念设计
• 建筑抗震设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严 重不规则的设计方案；
①竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换
3.1
结构抗震概念设计
五、合理的结构材料
• 延性系数（表示极限变形与相应屈服变形之比）高； • “强度/重力”比值大（轻质高强）； • 匀质性好； • 正交各向同性； • 构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并
图 断层和断裂带 “有地震必有断层，有断层必有地震”
3.1
结构抗震概念设计
断裂及其工程影响
地质调查结果： •沿龙门山中央主断裂 带的地表破裂从映秀镇 至北川长200km； • 沿龙门山山前断裂带 的地表破裂从都江堰至 汉旺镇长40km 。
(图源：张培震, 2008)
汶川地震的 启示和教训
位于地震 断层的建筑， 由于地震断错 和地面强大振 动，带来房屋 毁灭性坍塌。
填充墙。
4层以上平面图
2）竖向不规则：塔楼上部（4层
楼面以上），北、东、西三面布
置了密集的小柱子，共64根，支
承在过渡大梁上，大梁又支承在
其下面的10根柱子上。上下两部
分严重不均匀，不连续。
3）主要破坏：第4层与第5层之 间(竖向刚度和承载力突变),周围
4层以下平面图
剖面图
柱子严重开裂，柱钢筋压屈；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙
• 这里的“规则”包含了对建筑平面、立面外形尺寸，抗 侧力构件的布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因 素的综合要求。
• “规则”的具体界限随结构类型的不同而异，需要建筑 师和结构师相互配合，才能设计出抗震性能良好的建筑。
3.1
结构抗震概念设计
• 建筑抗震设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严 重不规则的设计方案；
①竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换
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结构减隔震设计
推荐教材： 地震工程学 李宏男 工程结构减震控制 周福霖
参考书：
机械工业出版社 地震出版社
本课程主要内容
一 结构隔震 二 结构消能减震 三 结构主动、半主动减震控制
结构振动控制简介
结构隔震
世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑（The William Clayton Building,Ne.设计地震动参数，如反应谱、地震波等应选择与建筑所在场地相适应的 地震动参数。 2.叠层橡胶垫隔震结构在竖向地震动作用下的设计方法与传统的基底抗震 结构相同。 3.在满足必要的竖向承载力的同时，隔震装置的水平刚度应尽可能小，以 降低隔震结构的自振频率，使其远低于地震动的卓越频率范围，从而保证 地震反应有较大的衰减。同时，隔震层的最大位移应控制在允许的范围内。 4.在风荷载作用下，隔震结构不能有太大的水平位移。故其基底常安装风 稳定系统。
基础隔震结构的优点： 1.提高了地震时结构的安全性和舒适性。加速度只有传统抗震结 构的1/4~1/12。 2.防止了非结构构件破坏和建筑物内物品的振动、翻倒等。上部 结构近似于刚体振动。
3.降低了房屋结构造价。7度区可节省1％~3%；8度区可节省10 ％~20%。 4.结构平立面设计较为灵活。 5.可以保持仪器设备的正常使用功能。
2013芦山地震
距离震中10余公里的芦山县城，当时地震烈度等级介于八、九度，设计为 抗烈度七度的芦山县人民医院新门诊综合楼却几乎毫发未伤，玻璃没碎， 墙没裂缝，只脱落了少量的乳胶漆。造就“楼坚强”的关键就是大楼地基 与地面建筑之间那83根橡胶隔震支座。
基础隔震结构的特点：
5.在采用橡胶垫隔震措施的各类房屋中，其建筑总高度和层数宜符合下表 要求。
6.隔震结构中叠层橡胶垫不宜出现受拉状态，因此房屋最大高宽比不应超过 表18-4所示限值。
7.橡胶垫隔震支座和隔震层的其他部件，尚应根据隔震层所在位置的耐火等 级采取相应的防火措施。
推荐教材： 地震工程学 李宏男 工程结构减震控制 周福霖
参考书：
机械工业出版社 地震出版社
本课程主要内容
一 结构隔震 二 结构消能减震 三 结构主动、半主动减震控制
结构振动控制简介
结构隔震
世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑（The William Clayton Building,Ne.设计地震动参数，如反应谱、地震波等应选择与建筑所在场地相适应的 地震动参数。 2.叠层橡胶垫隔震结构在竖向地震动作用下的设计方法与传统的基底抗震 结构相同。 3.在满足必要的竖向承载力的同时，隔震装置的水平刚度应尽可能小，以 降低隔震结构的自振频率，使其远低于地震动的卓越频率范围，从而保证 地震反应有较大的衰减。同时，隔震层的最大位移应控制在允许的范围内。 4.在风荷载作用下，隔震结构不能有太大的水平位移。故其基底常安装风 稳定系统。
基础隔震结构的优点： 1.提高了地震时结构的安全性和舒适性。加速度只有传统抗震结 构的1/4~1/12。 2.防止了非结构构件破坏和建筑物内物品的振动、翻倒等。上部 结构近似于刚体振动。
3.降低了房屋结构造价。7度区可节省1％~3%；8度区可节省10 ％~20%。 4.结构平立面设计较为灵活。 5.可以保持仪器设备的正常使用功能。
2013芦山地震
距离震中10余公里的芦山县城，当时地震烈度等级介于八、九度，设计为 抗烈度七度的芦山县人民医院新门诊综合楼却几乎毫发未伤，玻璃没碎， 墙没裂缝，只脱落了少量的乳胶漆。造就“楼坚强”的关键就是大楼地基 与地面建筑之间那83根橡胶隔震支座。
基础隔震结构的特点：
5.在采用橡胶垫隔震措施的各类房屋中，其建筑总高度和层数宜符合下表 要求。
6.隔震结构中叠层橡胶垫不宜出现受拉状态，因此房屋最大高宽比不应超过 表18-4所示限值。
7.橡胶垫隔震支座和隔震层的其他部件，尚应根据隔震层所在位置的耐火等 级采取相应的防火措施。