消能减震技术应用综述(一)
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工程领域的技术手段,旨在减轻地震、爆炸、风暴等自然灾害和人为原因造成的冲击力,保护建筑和设施的完整性和耐久性。
本文将从消能减震技术的原理、应用领域以及发展前景等三个方面进行浅谈。
消能减震技术的原理主要基于能量转换和耗散。
在遭受冲击力时,消能装置通过吸收和转换能量,将冲击力转化为热能、声能和其他形式的能量,并分散和降低强度,从而达到减震的目的。
常见的消能减震技术包括弹簧阻尼器、液体阻尼器、摩擦阻尼器等。
这些技术在建筑和桥梁等工程中得到广泛应用,有效减轻了冲击力对结构物的破坏。
消能减震技术的应用领域非常广泛。
在建筑领域,消能减震技术可以用于高层建筑、地铁隧道、桥梁等结构物的抗震设计,提高抗震能力和安全性。
在核电站和石油化工厂等工业领域,消能减震技术可以提高设施的抗震能力,减少事故风险。
消能减震技术还可应用于地铁、高速铁路等交通工程,提升运输设施的安全性和舒适性。
消能减震技术的发展前景非常广阔。
随着人们对建筑和设施安全性要求的提高,消能减震技术将得到更广泛的应用。
通过减少震动和冲击力对结构物的影响,消能减震技术可以延长结构物的使用寿命,减少维护成本。
随着技术的不断进步和创新,消能减震技术的效果和性能也将不断提高,进一步推动其在工程领域的应用。
消能减震技术也面临着一些挑战和问题。
该技术的成本相对较高,导致在一些经济发展不发达地区应用较少。
消能减震技术在设计和施工过程中需要严格控制,一旦设计或施工出现问题,会导致设施的抗震性能下降。
消能减震技术的使用寿命也需要考虑,随着时间的推移,其性能可能会逐渐降低。
消能减震技术是一种能够有效减轻地震、爆炸等冲击力对结构物的破坏的技术手段。
其原理基于能量转换和耗散,应用领域广泛,并且具有良好的发展前景。
该技术也面临一些挑战和问题,需要进一步研究和改进。
随着人们对建筑和设施安全性要求的不断提高,相信消能减震技术在未来会有更广泛的应用。
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可以减小地震灾害对建筑物和结构物造成的破坏和伤害的技术。
它通过改变建筑物和结构物的固有频率,使其能够吸收和消散地震能量,从而降低震动的峰值加速度和振动破坏的可能性。
本文将从消能减震技术的发展历程、原理和应用前景等方面进行探讨和分析。
一、消能减震技术的发展历程消能减震技术最早可以追溯到十九世纪末,当时日本发生了一系列的大地震,给日本社会带来了严重的破坏和伤亡。
为了应对地震的威胁,日本开始研究和开发各种地震减震技术。
最早的减震技术是基于金属的弹簧和橡胶材料的使用,用于减小地震引起的建筑物的振动。
随着科技的发展和经验的积累,消能减震技术逐渐得到完善和提高。
二、消能减震技术的原理消能减震技术的基本原理是利用减震器将地震能量转化为其他形式的能量,从而减小地震引起的建筑物的振动。
减震器可以分为几种类型,包括摩擦式减震器、液体减震器和液压减震器等。
液压减震器是一种常用的减震器。
它包含有液体和防尘套,液体的粘滞性能使得建筑物的振动能量被转化为液体内部的摩擦热,并通过液压系统将热能排除。
三、消能减震技术的应用前景随着全球经济的发展和城市化进程的加速,越来越多的高层建筑和大型结构物被建造出来。
这些建筑物和结构物面临着地震带来的巨大破坏的风险。
消能减震技术的应用前景非常广阔。
它可以减小地震灾害对建筑物和结构物的破坏和伤害,提高建筑物的抗震性能,保护人们的生命财产安全。
四、消能减震技术的优缺点消能减震技术有很多优点。
它可以减小地震灾害对建筑物和结构物的破坏和伤害,提高建筑物的抗震性能。
它可以降低建筑物的震动峰值加速度,保护人们的生命安全。
消能减震技术还可以降低建筑物的振动噪声,提高居住和工作环境的舒适性。
消能减震技术也存在一些缺点。
消能减震技术的成本较高,需要投入大量的人力和物力。
消能减震系统的设计和施工都需要高度的专业知识和技术,缺乏相关的经验和技术人才可能会影响其实施效果。
消能减震技术虽然可以减小震动峰值加速度,但不能完全消除地震对建筑物和结构物的破坏,仍然需要采取其他的防震措施来进行综合防护。
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。
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可以大幅度降低结构物受地震或其他外部力作用时的振动,减小结构物的损伤程度的技术方法。
近年来,随着科技的不断进步,消能减震技术已经得到了广泛应用并取得了显著的效果。
本文将对消能减震技术进行浅谈,并分析其原理和应用。
消能减震技术的原理是通过在结构物中设置一定的消能元件,将能量吸收、消耗或者转化为其他形式,从而减少结构物受到的震动能量。
常用的消能元件包括摩擦阻尼器、液体阻尼器、弹簧阻尼器等。
这些元件根据自身特性,可以消耗和转化来自地震或其他外界力的能量,并将能量释放到结构物周围的介质中,从而减小结构物的振动。
摩擦阻尼器是一种常用的消能元件,它主要通过摩擦力来吸收和消耗结构物的振动能量。
常见的摩擦阻尼器包括摩擦型阻尼器和剪切型摩擦阻尼器。
摩擦型阻尼器利用两个相对滑动的摩擦面之间产生的摩擦力将振动能量转化为热能,从而减小结构物的振动。
剪切型摩擦阻尼器则利用金属板材的剪切变形来吸收和耗散振动能量。
液体阻尼器是一种利用流体的黏性阻尼特性来吸收振动能量的消能元件。
液体阻尼器的工作原理是通过液体流动的黏性耗散能量来减小结构物的振动。
液体阻尼器通常由液体和容器组成,通过控制液体流动的速度和阻尼液体的黏性,可以调节阻尼器的消能效果。
弹簧阻尼器是一种通过调控结构物的弹簧刚度和阻尼器的阻尼特性来减小振动的消能元件。
弹簧阻尼器利用弹簧的弹性特性将振动能量转化为弹簧的应变能,并通过阻尼器将能量释放到结构物周围的介质中,从而减小结构物的振动。
近年来,消能减震技术在高层建筑、桥梁、核电厂、地铁隧道等领域得到了广泛应用。
消能减震技术不仅可以降低结构物受地震或其他外部力作用时的振动,还可以大幅度减小结构物的损伤程度,提高结构物的安全性和稳定性。
消能减震技术还可以提高结构物的自振周期,降低结构物的固有频率,从而减小结构物受到的激励力,进一步提高结构物的抗震性能。
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。
消能减震理论及工程应用(一)
消能减震理论及工程应用(一)摘要: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。
关键词:地震;隔震消能;橡胶支座;感应气垫;弹簧轻轨1地震的产生及我国国情由于地球在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动,这就是地震。
地震分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震,绝大部分地震都发生在地壳中。
我国地理位置位于世界两大地震带———环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分活跃。
20世纪以来,我国共发生6级以上地震近800次,遍布除贵州、浙江两省和香港特别行政区以外所有的省、自治区、直辖市。
地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广,是一个震灾严重的国家。
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%;地震成灾面积达30多万平方公里,房屋倒塌达700万间。
地震及其他自然灾害构成我国的基本国情之一。
2地震对建筑物的破坏情况及原因地震造成的破坏留给人类是深刻的。
国内外大量的地震灾害说明,地震虽不可抗拒,但可以通过消能减震技术来减轻对建筑物的破坏。
下面就几起大的地震来说明建筑物所遭受破坏的情况,迫切说明建筑物需要消能减震技术的应用。
2.1唐山地震1976年7月28日,唐山发生了里氏7.8级的强烈地震,这次地震的一个重要特点就是位于震中区的建筑物普遍倒塌。
震前唐山市的基本烈度定为6度,各类多层钢筋混凝土框架结构大多未按抗震要求设防。
在9、10度区,框架遭受中等或严重破坏甚至倒塌,主要震害是节点或柱端混凝土严重压碎,钢筋严重压曲,节点破坏后柱端水平断裂、错位,主体承重结构破坏,尤其是承受重力的竖向构件(柱)的破坏,造成整个框架结构的倒塌。
浅谈消能减震技术
浅谈消能减震技术消能减震技术是在建筑、桥梁、机器设备、汽车和船舶等领域应用广泛的一种技术。
它的主要作用是通过减少结构物受到的震动破坏、降低噪音和防止人员和设备受到伤害。
本文就从原理、分类、应用和发展趋势等方面,对消能减震技术进行了简单的介绍和分析。
一、原理消能减震技术的原理是将结构物的动能转换为各种形式的能量,将其消耗掉。
根据结构物的不同特点,可以采取多种策略进行消能,包括压缩弹簧、粘滞阻尼、摩擦阻尼、液体阻尼、机械阻尼等。
其中,压缩弹簧消能是将结构物的动能转换为弹簧内能和弹性势能,通过弹性形变和弹丸的自由振动来消耗能量。
而粘滞阻尼则是通过黏滞材料的粘滞摩擦来消耗能量,摩擦阻尼则是将结构物静止摩擦力和动态摩擦力相结合,通过与随机震动进行干涉来消耗能量。
液体阻尼则是通过搅动粘稠液体来增加阻力,并将机械能转换为热能和流体能量。
机械阻尼则是通过机械结构的摩擦作用来消耗能量。
二、分类消能减震技术可以根据结构物的不同特点进行分类,包括水平消能、垂直消能、地震消能、风震消能和振动控制等。
水平消能指的是在结构物受到水平力时,通过采用摩擦阻尼、压缩弹簧等技术来消耗能量。
垂直消能则是在结构物受到垂直力时,通过采用弹簧减震、液体减震等技术来消耗能量。
地震消能是指在地震发生时,通过将能量转移或消耗掉来从根本上减少结构受损程度。
风震消能则是指在楼房受到自然风力或人工风机的作用时,通过消耗风荷载能量来减小结构物的摆振力。
振动控制则是指通过采用主动控制或半主动控制等技术来减少结构物的振动。
三、应用消能减震技术在建筑、桥梁、机器设备、汽车和船舶等领域应用广泛。
例如,高层建筑可以采用摩擦阻尼器、拉杆弹簧、液体阻尼器等技术来减少地震时的损失和振动。
桥梁可以采用拉杆弹簧、阻尼器、球形隔震器等技术来减少风振和车辆荷载带来的影响。
机器设备可以采用弹簧减震、液体减震等技术来减少震动和噪音。
汽车可以采用适当的减震器、动力系统和悬架系统来减少行驶时产生的震动。
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变形能力以及结构的柔性来吸收地震能量的一种技术手段。
它是研究地震工程学中的重要内容,也是地震抗灾减灾技术的重要组成部分。
本文将从消能减震技术的原理、发展历程和应用领域三个方面进行详细讨论。
消能减震技术的原理是通过改变结构的刚度和耗能材料的阻尼特性来减小结构在地震作用下产生的紧张应变和位移。
变形的接纳性和耗能特性是消能减震技术的两个关键要素。
结构的刚度能将地震动的能量转化为结构的弹性变形,而耗能材料则能将部分地震动的能量消耗掉。
消能减震技术最常见的应用就是采用橡胶、钢、混凝土等材料做为主体,通过变形、摩擦和振动等方式来减小结构对地震的响应。
消能减震技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时日本地震频繁,地震灾害造成了巨大的人员伤亡和经济损失,这促使了人们对地震减灾技术的探索与研究。
1964年,日本东京塔采用了一种新型的减震装置,该装置利用了橡胶材料的柔性和变形能力,使得结构在地震作用下减小了应变和位移,从而减小了地震的破坏性。
这次事故使得消能减震技术在世界范围内得到了广泛的应用和研究。
随着科技的进步和技术的不断改进,消能减震技术在实际工程中的应用越来越广泛。
在建筑领域,消能减震技术可以用于高层建筑、桥梁和地铁等结构的抗震设计与施工。
在核电站和火车站等重要设施中,消能减震技术也得到了有益的应用。
消能减震技术还可以用于防护城市地下管线系统和纺织机械等重要设施。
消能减震技术的应用不仅可以减小地震的破坏性,还可以提高结构的安全性和稳定性。
对于高层建筑来说,消能减震技术可以有效地减小结构的振动幅度,提高建筑物的抗震能力和安全性。
对于桥梁来说,消能减震技术可以减小桥梁的振动,提高桥梁的承载能力和稳定性。
尽管消能减震技术有着很多的优点,但是在实际应用中也存在一些问题和挑战。
耗能材料和装置的选取需要考虑到经济性和技术可行性。
消能减震技术的设计与施工需要具备一定的专业知识和经验,这对于一些地震频发地区来说是一个挑战。
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。
浅谈消能减震技术的发展与应用
浅谈消能减震技术的发展与应用沈㊀頔(华北水利水电大学ꎬ河南㊀郑州㊀450045)收稿日期:2019-08-28作者简介:沈頔(1991-)ꎬ男ꎬ河南开封人ꎬ在读硕士ꎬ主要研究方向:结构设计与应用ꎮ摘㊀要:主要对消能减震技术的发展㊁应用进行了阐述ꎬ该技术能有效改善结构的抗风㊁抗震效果ꎬ可应用于高层及超高层结构ꎻ介绍了几种常用的耗能减震装置ꎬ如粘滞阻尼减震器㊁粘弹性阻尼减震器和金属耗能减震器应用状况ꎬ为我国全面推广消能减震技术提供帮助ꎮ关键词:消能减震技术ꎻ阻尼减震器中图分类号:TU352文献标志码:A文章编号:1672-4011(2020)02-0076-02DOI:10 3969/j issn 1672-4011 2020 02 0380㊀前㊀言在某些高烈度地区ꎬ一些高层建筑尤其竖向或平面不规则的建筑ꎬ在结构中布置减震装置ꎬ通过该装置的变形产生附加阻尼力ꎬ消减作用在结构上的振动能量ꎬ以使结构变形等满足规范要求ꎮ这种增设阻尼器减震的技术称为消能减震技术ꎮ结构消能减震基本原理可以用能量平衡或结构振动分析来解释ꎮ因为一般的钢筋混凝土结构阻尼比较小ꎬ为5%左右ꎮ因此ꎬ当地震到来时ꎬ结构本身的固有特性会使地震作用效应得到 放大 ꎬ对结构安全产生不利影响ꎮ为了促使地震效应 减小 ꎬ使建筑结构地震响应显现不断衰减状态ꎬ故而加大结构主体的阻尼ꎮ因此ꎬ理论上建筑结构振动响应在任何力(尤其地震㊁风等)作用下得到控制ꎬ前提是结构主体的阻尼达到一定的量值范围[1]ꎮ1㊀传统抗震技术直到今天ꎬ人类也很难提前预测地震ꎬ这种危害极大的自然灾害ꎮ每次大地震的发生ꎬ都会给人类带来经济损失或者巨大伤亡事故ꎮ20世纪70年代ꎬ人们逐渐关注建筑结构的抗震性能ꎬ提出了从概念出发的抗震设计理念ꎮ在严重灾害面前ꎬ人们开始意识到抗震设计与结构内力计算设计㊁结构构造设计一样必要ꎮ利用结构自身的抗侧刚度来抵抗地震作用产生的变形ꎬ是传统抗震手段ꎮ但是地震在开始的时间㊁发生的地点和作用强度等方面具有很大的随机性ꎬ建筑的地震反应与结构的动力特性㊁结构所在的场地以及地震波的频谱特性等均有联系ꎬ这直接导致为了安全ꎬ不断加大柱子㊁剪力墙等截面和钢筋用量ꎬ造成一定的材料浪费ꎮ虽然人们对地震进行长时间大量的研究ꎬ但迄今为止仍不能精确地预报地震的发生ꎬ对地震仍然缺乏足够的认识[2]ꎮ按照一般的建筑结构抗震设计方法ꎬ对地震能量和特性以及使结构产生的效应的估计是不精确的ꎮ2㊀消能减震技术2 1㊀消能减震技术的基本原理消能减震技术是指把结构主体的某些部位设置阻尼器ꎬ通过阻尼器发生相对运动产生的相对变形或相对加速度提供附加阻尼ꎬ来耗散部分输入建筑的地震能量ꎬ达到减震抗震的目的ꎮ消能杆件是由结构中的支撑㊁剪力墙㊁连接件等构件设计成的ꎬ消能装置是在结构的某些部位(层间㊁空间㊁节点㊁连接缝等)直接安装[3]ꎮ在小风作用下或遭遇多遇地震(小震)时ꎬ消能杆件(或消能装置)和原建筑结构共同作用ꎬ其结构本身仍处于弹性工作状态ꎬ结构变形㊁位移等满足规范规定的正常使用状态要求ꎻ在强风作用下或遭遇大震(设防地震㊁罕遇地震)时ꎬ结构侧向位移增大ꎬ使得消能杆件或消能减震装置产生较大的阻尼ꎬ耗散较多地震和风振产生的能量ꎬ使结构动力作用快速衰减ꎬ从而避免建筑结构达到弹塑状态ꎬ使结构某些部位发生不可逆转的变形或破坏[4]ꎮ2 2㊀消能减震技术的国内外发展状况1970年ꎬ线性粘滞阻尼系统由美国泰勒公司研制成功ꎬ并申请专利ꎮ20世纪80年代末ꎬ许多国家逐渐研究将流体阻尼器应用到建筑结构上ꎬ其中美国和日本在该领域的研究起步最早ꎬ1992年美国纽约州立大学的Baffalo教授进行了设置有粘滞阻尼器的结构抗震性能的分析研究ꎮ1995年ꎬ为了降低甲板的摇摆作用美国西雅图西桥安装了6个流体阻尼器ꎮ据日本统计ꎬ整个日本采用减震技术的房屋结构和建筑工程已超过百余个ꎮHajimeYOKOUCHI采用消能阻尼器对一个已建成的结构进行后期加固ꎬ又进行了足尺实验ꎬ该实验和研究证实了消能减震技术的先进性和优越性ꎮ希腊和平友谊体育馆ꎬ是一个抗震减震性能优异的典型工程ꎬ共安装了128个由美国泰勒公司研制的Taylor流体阻尼器ꎬ其安装在柱子顶端ꎬ大大减小了地震作用产生的柱子与屋顶的相对位移以及柱子受力ꎮ2007年ꎬ秘鲁发生里氏8 0级大地震ꎬ秘鲁首都的利马机场基本无损坏ꎬ就得益于设置的42个粘滞阻尼器ꎮ赫赫有名的美国西雅图棒球场ꎬ其屋顶设计为开启式ꎬ在屋顶开启关闭的过程中为了减小对主体结构产生的碰撞和振动ꎬ设置了4个7m长的阻尼器ꎬ其中阻尼器受力性能为500tꎬ行程为375mmꎬ在门架运动的碰撞点上均安装了美国泰勒公司研制的Taylor流体阻尼器ꎬ通过降低荷载效应ꎬ节约大量材料ꎬ共节省造价400多万美元ꎬ成为世界上采用消能减震的典型工程ꎮ国内对阻尼器的研究起步较晚ꎬ系统的研究正在逐渐展开ꎮ20世纪90年代初ꎬ同济大学等大学及科研院所的学者们开始对粘滞流体阻尼器进行探索ꎮ其中东南大学率先系统全面地研究粘滞阻尼器ꎬ于1999年初步完成了两类经典的阻尼器ꎬ即单出杆粘滞阻尼器和双出杆粘滞阻尼器ꎬ后来又研制出多种型号的粘滞流体阻尼器ꎬ并通过对比试验研究和进一步改进ꎬ获得国家专利ꎮ1999年ꎬ欧进萍教授从理论和实验出发对油缸间隙式阻尼器进行系统研究ꎮ在同一时期ꎬ国外产品引进中国ꎬ1999年ꎬ法国产粘滞阻尼器进入中国ꎬ中国建科院利用该阻尼器对北京饭店进行了加固ꎬ这是我国首例采用粘滞阻尼器的实例工程ꎮ2004年北京银泰中心装设了73个粘滞阻尼器ꎬ以减少风荷载作用下结构的顶67点加速度ꎮ2005年ꎬ南京市奥体中心观光塔布设了30个粘滞阻尼ꎬ以控制风振响应ꎮ此外ꎬ还有苏通大桥和宿迁建设大厦等为提高主体抗风或者抗震性能都采用了多种类型的粘滞阻尼器[5]ꎮ综合国内外对粘滞阻尼器的研究及进展ꎬ阻尼器发展趋势分为以下几个方面:一方面是将粘滞阻尼器装设在结构模型上ꎬ然后对模型进行振动台实验ꎬ得出分析结果和实验结论ꎻ另一方面是对安装有阻尼器的结构ꎬ进行数值模拟并进行理论分析和计算ꎬ得出研究成果[6]ꎮ针对我国实际情况ꎬ我国对研究消能减震阻尼器的应用与发展ꎬ可依靠现有的结构分析软件并根据我国的相关设计规范和设计规程ꎬ设计和分析减震结构ꎬ并不断优化方法和分析过程ꎬ最终应用到实际工程的设计和施工中ꎮ2016年ꎬ我国颁布的«建筑抗震设计规范(2016年版)»(GB50011-2010)增加了隔震和消能减震的内容ꎬ提出了设计方法[7]ꎬ对消能减震技术的运用ꎬ有了一些具体实施方法ꎮ美国FEMA356规范对粘滞阻尼器的设计方法也做出了具体规定ꎮ随着多个国家对消能减震结构的广泛研究与应用ꎬ人们对其设计方法的探索和对设计原则的研究也会成为土木工程领域的重要课题之一ꎮ2 3㊀建筑结构消能减震器的种类和装置建筑结构消能减震器有粘滞消能器㊁粘弹性消能器㊁金属屈服型消能器和摩擦型消能器等四种ꎻ消能减震装置有铅阻尼器㊁粘滞阻尼器㊁磁流变阻尼器ꎮ本文简要介绍前三种ꎮ2 3 1㊀粘滞阻尼器最早研制的粘滞阻尼器是运用到军事领域的ꎬ直到从20世纪90年代才开始引入到土木工程领域ꎮ研究表明ꎬ激振频率㊁应变幅值以及环境温度是影响粘滞阻尼器力学性能的主要因素ꎬ各个因素还能随着循环次数的增加和激振频率的提高ꎬ使该类阻尼器的消能能力逐渐达到一个平衡值ꎬ而不是立刻衰减ꎮ阻尼器应变幅值的比较大时ꎬ对其消能能力有一定影响ꎬ循环次数加大时ꎬ消能能力明显退化ꎬ而应力幅值较小时ꎬ对阻尼器的消能能力影响不大ꎮ材料的老化和疲劳ꎬ在一定范围内ꎬ对阻尼器的性能影响不大[8]ꎮ目前ꎬ粘滞阻尼器的计算模型主要有武田寿一模型㊁Maxwell模型㊁Taylor模型㊁东南大学模型ꎬ限于篇幅有限ꎬ本文不再逐个详细介绍ꎮ上述模型公式的表达形式各有不同ꎬ对于力和速度的关系ꎬ给出了不同的取值范围ꎮ但所有公式拥有共同的特点ꎬ即都反应了阻尼力受到了活塞的相对运动速度的显著影响ꎮ由于研制粘滞阻尼器的结构㊁构造和分析方法不同ꎬ研究者们所得出的公式有很大不同ꎮ所以在运用到结构设计时ꎬ要辨别清楚适用范围ꎬ不能随便照搬ꎮ2 3 2㊀粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器是被动消能减振装置ꎬ属于速度相关型ꎬ原理是通过利用阻尼材料特殊的滞回消能特性ꎬ增加结构的阻尼ꎬ从而降低结构在外力施加振动作用下的效应[9]ꎮ该结构一旦受外界影响发生振动ꎬ粘弹性消能阻尼器立即开始工作㊁耗能ꎬ因此该阻尼器具有较强的耗散能量的能力ꎬ使得粘弹性阻尼器的力-位移滞回曲线接近椭圆[10]ꎮ频率㊁温度和应变幅值是影响粘弹性材料性能的主要原因ꎬ故粘弹性阻尼器性能影响的主要因素也是频率㊁温度和应变幅值ꎬ其中频率和温度的影响最为显著ꎮ一般的ꎬ粘弹性材料储能剪切模量随温度的升高而降低ꎬ随频率升高而升高ꎮ对于用特定材料制成的粘弹性阻尼器ꎬ其耗能性能受到温度和频率的影响ꎬ而且对于该阻尼器存在一最优使用温度和最优使用频率ꎮ2 3 3㊀金属阻尼器金属阻尼器是一种与位移有关的被动耗能减震装置ꎬ它具有构造简单㊁造价低㊁易更换㊁性能优越等特点ꎮ金属阻尼器可以作为结构耗能单元或者限位装置用来配合隔震系统ꎬ也可以独自作为耗能减震装置应用于结构中ꎬ为结构主体提供额外阻尼和刚度ꎬ灵活简易的使用方式使其应用前景光明ꎮ由于金属材料自身塑性状态具有良好滞回特性ꎬ而且在弹塑性阶段变形过程中能够吸收大量的地震能量ꎬ因此ꎬ人们利用其性能优势ꎬ研制出各种类型的耗能减震器[11]ꎮ3㊀结㊀语大量研究和文献表明ꎬ之所以粘滞阻尼结构㊁粘弹性阻尼结构和金属耗能结构能够广泛应用到土木工程的各个方面ꎬ包括新建建筑的震动控制和既有结构的加固ꎬ就是因为装设了消能减震装置的结构能够增加结构的阻尼ꎬ显著减少外力作用下结构的动力反映ꎬ使其耗能能力增强ꎬ地震反应如层间剪力㊁层间位移㊁顶点位移和顶点加速度等得到明显降低ꎮ目前ꎬ美国㊁日本等国家及我国台湾等地区对消能减震器的研究与应用比较多ꎬ并且取得了有效成果ꎮ我国地域广阔ꎬ是一个多地震国家ꎬ限于目前仍然无法对地震进行预测ꎬ因此ꎬ为降低或尽可能避免地震灾害ꎬ我国应从结构本身入手ꎬ加强抗震减震方面的研究和实验ꎬ加强实用新型消能减震阻尼器的研制及应用研究[12]ꎮ[ID:009095]参考文献:[1]㊀王雪韩智铭.结构消能减震技术应用分析[J].产业与科技论坛2015ꎬ14(19):54-55.[2]㊀周云ꎬ徐彤ꎬ俞公华ꎬ等.消能减震技术研究及应用的新进展[J].地震工程与工程振动ꎬ1999ꎬ19(2):122-131.[3]㊀郑长海.减隔震技术的发展及研究现状[J].城市建设理论研究ꎬ2013ꎬ4(34):70-74.[4]㊀赵斌华.消能减震结构的设计方法研究[D].西安:西安建筑科技大学ꎬ2014.[5]㊀潘鹏ꎬ叶列平ꎬ钱稼如ꎬ等.建筑结构消能减震设计与案例[M].北京:清华大学出版社ꎬ2014.[6]㊀陈廷君.消能减震结构设计方法的比较研究[D].上海:同济大学ꎬ2008.[7]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范:GB50011-2010[S].北京:中国建筑工业出版社ꎬ2010.[8]㊀温文露.粘滞阻尼器和防屈曲支撑的应用及经济性分析[D].昆明:昆明理工大学ꎬ2015.[9]㊀张春科.板式铅剪切阻尼器的工程应用与转动式铅剪切阻尼器研究[D].北京:北京工业大学ꎬ2008.[10]㊀陈小川ꎬ戴烽滔.粘弹性阻尼器对结构抗震性能的改善[J].四川建筑科学研究ꎬ2010ꎬ36(2):120-122.[11]㊀周云.金属耗能减震结构设计[M].武汉:武汉理工大学出版社ꎬ2006.[12]㊀周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社ꎬ1997.77。
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。
消能减震结构范文
消能减震结构范文消能减震结构是一种通过将能量转化为其他形式来降低结构受到地震或其他外力作用时的振动响应的结构体系。
它可以减小地震引起的损失,并保护人们的生命安全。
本文将从消能减震结构的原理、发展历程、设计方法以及应用等方面进行详细介绍。
消能减震结构的原理是通过在结构中设置特定的消能器件,如摩擦阻尼器、液体阻尼器和金属阻尼器等来吸收和耗散能量。
当结构受到地震等外力作用时,这些消能器件会产生相应的变形和摩擦,将能量转化为其他形式,从而减小结构的振动响应。
通过合理设计和配置这些消能器件,可以使结构在地震中产生更小的位移和加速度,减少结构的破坏程度。
消能减震结构的发展历程可以追溯到20世纪初。
最早的消能减震设计是通过使用钢筋混凝土的材料和施工技术来提高结构的抗震性能。
随着科学技术的不断发展,新型的消能器件不断被提出并应用于实际工程中,如摩擦阻尼器、液体阻尼器和金属阻尼器等。
这些消能器件具有良好的耗能性能和可调节性能,能够在地震中发挥较好的减振效果。
设计消能减震结构需要考虑多个因素,如结构的强度、刚度、耐久性等。
一般来说,消能减震结构的设计方法可以分为试验研究和理论计算两种。
试验研究是通过模型试验和实际工程应用等方式,通过试验数据分析和总结,得出相应的设计方法和技术规范。
理论计算是基于力学原理和结构力学理论,通过数学模型和计算方法,预测结构在地震中的响应和耐久性能。
消能减震结构的应用已经相当广泛,涵盖了建筑、桥梁、船舶等多个领域。
在建筑领域中,消能减震结构主要用于高层建筑、地下结构和文物保护建筑等。
在桥梁领域中,消能减震技术可以有效减少桥梁在地震中的振动响应,保护桥梁的结构完整性。
在船舶领域中,消能减震技术可以降低水动力和风载荷对船体的影响,提高船舶的稳定性和航行性能。
总之,消能减震结构是一种可以减小地震引起的振动响应的结构体系。
通过设计和配置合适的消能器件,可以使结构在地震中产生更小的位移和加速度,减少结构的破坏程度。
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。
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利用材料本身的能量吸收和释放特性,能够减轻地震、风灾等自然灾害对建筑物及结构的影响,减少损失和保护人身安全的一种技术。
随着科技的发展,消能减震技术的应用越来越广泛,对于抗灾减灾起着重要的作用。
本文将从消能减震技术的原理、应用和发展前景等方面进行探讨。
一、消能减震技术的原理消能减震技术主要包括了粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、隔震支座等。
这些技术主要利用材料的特性来达到减轻地震等自然灾害对建筑物及结构的影响。
粘滞阻尼器是一种通过材料的粘滞特性来吸收和释放能量的技术,主要由粘滞片、粘滞剪力器等组成。
摩擦阻尼器则是利用材料的摩擦力来阻尼振动,通过调整摩擦系数和压力来实现减震效果。
隔震支座则是通过一定的几何形状和材料结构来达到减震的效果,可以将建筑物和地基隔离开来,减少地震对建筑物的影响。
消能减震技术在建筑结构、桥梁、输电线路等领域都有着广泛的应用。
在建筑结构中,消能减震技术可以有效减少地震对建筑物的影响,提高建筑物的抗震能力。
在桥梁工程中,消能减震技术可以有效减缓桥梁结构的振动,提高桥梁的安全性和舒适性。
在输电线路中,消能减震技术可以有效减少风灾对输电线路的影响,提高输电线路的可靠性。
随着科技的不断进步,消能减震技术将会得到更广泛的应用和发展。
未来,在建筑结构领域,消能减震技术将不断创新,推出更多更优秀的产品,提高建筑物的抗震能力。
在桥梁工程领域,消能减震技术将不断突破,为桥梁结构的设计和施工提供更多更可靠的技术支持。
在输电线路领域,消能减震技术也将不断创新,提高输电线路的可靠性和安全性。
消能减震技术是一项非常重要的技术,它可以有效地减轻地震、风灾等自然灾害对建筑物及结构的影响,减少损失和保护人身安全。
随着科技的不断进步,消能减震技术将会得到更广泛的应用和发展,为人类的生命和财产安全作出更大的贡献。
希望通过今天的分享,大家对消能减震技术有了更深入的了解,也希望未来能有更多的科技人才投身于这个领域,为人类社会的进步做出更大的贡献。
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能量吸收和转换来减轻地震对建筑物和桥梁等结构物的影响的技术。
它可以有效降低地震引起的振动幅度,保护结构的安全性,减少地震造成的损失。
本文将从工作原理、应用领域和发展前景等方面对消能减震技术进行浅谈。
消能减震技术的工作原理可以分为三个步骤:能量吸收、能量转换和能量消耗。
当地震发生时,结构物会通过一些装置(如液压缸、摩擦装置等)吸收地震能量,将其转化为其他形式的能量。
然后,这些被吸收和转换的能量会被传递到消能装置中,通过摩擦、变形等方式转化为热能,从而减轻地震的影响。
消能装置会通过散热等方式将热能释放出来,恢复到初始状态,准备应对下一次地震。
消能减震技术广泛应用于高层建筑、桥梁、核电站和航天器等领域。
在高层建筑中,消能减震技术可以有效减少地震引起的振动,提高建筑的稳定性和安全性,保护人们的生命财产安全。
在桥梁中,消能减震技术可以降低地震对桥梁的影响,减少桥梁的损坏程度,延长其使用寿命。
在核电站中,消能减震技术可以抵御强烈地震引起的震颤,确保核设施的稳定性,保障核电站的运行安全。
在航天器中,消能减震技术可以减少航天器在起飞、着陆和飞行过程中受到的震动,保护载荷的完整性和可靠性。
消能减震技术具有广阔的发展前景。
随着人们对建筑安全性、耐久性和舒适性的要求不断提高,消能减震技术将成为建筑行业的重要技术之一。
随着地震频率的增加和地震强度的增加,消能减震技术也将在地震灾害防治中发挥越来越重要的作用。
随着科技的不断进步和应用范围的不断扩大,消能减震技术也将不断创新和完善,为各个领域带来更多的机会和挑战。
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消能减震技术应用综述(一)
摘要:从目前结构消能减震技术的角度出发,论述了在实际设计中这些方法的原理和构造方式。
关键词:基础隔振结构消能减震调谐质量阻尼器
0引言
基础隔振与结构隔振是目前消能减震技术应用的最广泛,效果最好的方法。
其中基础隔振是主动减震,而结构减震是被动隔振。
结构消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制。
1基础隔振技术
1.1液压质量(HMS)控制系统。
系统使用适用范围是底层柔性建筑,底层柔性建筑虽然能满足底层大空间的要求,但由于在地展中,柔性底层往往变形过大而导致结构破坏,其抗震性能较差,因此,提出采用结构控制的方法来改善此类建筑的抗震性能。
HMS系统主要由液压缸、活塞和管路等组成,其安装在单层框架上,见图1。
由图1可知,当框架受地面运动而产生振动时,由活塞推动液体,使管路中的液体和质量块随之振动,由于框架的一部分振动能里传递给了液体和质块,从而减小了框架结构的振动。
HMS系统中液体的压缩性必须考虑,并建立了考虑液体压缩性的HMS系统的“弹性”计算分析模型,由“弹性”模型可得到结构和HMS系统组成的控制抗震建筑新体系。
1.2叠层橡胶支座基础隔震。
叠层橡胶支座基础隔震建筑地震反应分析的常用力学模型有层间剪切模型、层间剪弯模型、层间扭转模型及空间杆系模型等,其中应用最多的是层间剪切模型。
当利用层间剪切模型分析基础隔震建筑的动力响应时,首先需要将柔性隔震层的复杂滞回特性简化为可用于数值分析的恢复力模型。
2结构的消能减震技术1]
2.1摩擦阻尼器。
摩擦耗能器是一种耗能性能良好、构造简单、造价低、制作方便的减振装置。
普通摩擦耗能器其构造如图2所示,通过开有狭长槽孔的中间钢板相对于上下两块铜垫板的摩擦运动而耗能,调整螺栓的紧固力可改变滑动摩擦力的大小。
试验结果表明:滑动摩擦力与螺栓的紧固力成正比;其最大静摩擦力和滑动摩擦力相差较小,但滑动摩擦力的衰减较大,达到30%,其原因是由螺栓松动引起的;滞回曲线表现出良好的刚塑性性能。
由摩擦滑动节点和4根链杆组成,摩擦滑动节点由钢板通过高强螺栓连接而成,耗能器的起滑力由节点板间的摩擦力控制,可在钢板之间夹设摩擦材料或是对接触面做处理来调节摩擦系数,通过松紧节点栓来调节钢板间的摩擦力,四周的链杆起连接和协调变形的作用。
当支撑外力不能克服最大静摩擦力时,耗能器不产生滑动;当外力能够克服最大静摩擦力时,耗能器产生滑动并通过摩擦做功耗能。
试验结果表明:Pall摩擦耗能器的工作性能稳定,耗能能力强。
2.2软钢阻尼器。
软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种,在地震或风振时,通过软钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量,从而达到减震的目的。
在其内核钢支撑和外包层(钢管、钢筋混凝土或钢管混凝土)之间形成无粘结滑移界面,防止内核钢支撑在压力作用下屈曲,从而获得丰满的滞回曲线。
该阻尼器具有方便耐用、滞回耗能性能良好的特点,逐渐得到工程界的广泛认可。
2.3铅阻尼器。
铅橡胶复合阻尼器的构造主要是由薄钢板、橡胶、铅、挤压头、连接板及保护层所组成。
薄钢板、橡胶、连接板中央预先留有圆孔,并通过高温高压硫化为一体,铅在硫化后通过挤压灌入预留孔中。
薄钢板可经特殊处理以提高阻尼力和屈服后刚度。