消能减震技术PPT课件
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建筑消能减震设计技术及工程实例讲解(PPT,40页)
阻尼力（kＮ）
2.5
2
1.5
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0.5
0
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20
40
60
80
100
-1
-1.5
-2
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时间（s）
12
8
无阻尼器４层
有阻尼器４层
9
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无阻尼器４层
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幅值
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频率(Hz)
频率(Hz)
振动台试验传递函数曲线特征： 12
无阻尼器３层
8 有阻尼器３层
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时 间 （ s）
上海人工波峰值为50gal 时四层加速度响应比较（控制效果62.1%）
加速度（g）
0.25 0.2
0.15 0.1
0.05 0
-0.05 0 -0.1
-0.15 -0.2
无阻尼器
有阻尼器
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40
60
80
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时间（s）
上海人工波峰值为 50gal 时四层位移响应比较（控制效果 78.3%）
1. 确定需要阻尼比ζr
max / T / 0.05 (r 0.05)
Δmax为无控原结构在中震工况下所得的层间位移峰值； ΔT为减震结构的层间位移目标值； ζr 为结构减震所需要的附加阻尼比； 0.05为《2010抗规》中5%阻尼比的地震影响系数；
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。
建筑结构抗震设计第六章隔震与消能减震设计简介大学课件
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15、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2021年8月下午8时8分21.8.1620:08August 16, 2021
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16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2021年8月16日星期一8时8分22秒20:08:2216 August 2021
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17、利人为利已的根基，市场营销上老是为自己着想，而不顾及到他人，他人也不会顾及你。下午8时8分22秒下午8时8分20:08:2221.8.16
液压质量控制装置—由液压缸、活塞、管路和质量块构成，当结 构由地面运动产生振动时，油缸的活塞推动管路中的液体，使液体和 质量随之振动。结构的一部分振动能量传递给了该系统。
粘弹性耗能装置—由粘弹性材料和约束钢板构成，通过夹在钢板 之间的粘弹性材料发生剪切变形而耗散能量。
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。
提出的隔震结构(Base-isolated building )方案。这种隔震结构在建筑
物结构与基础之间用滑石层隔开，地震 时建筑物可以滑动。
中村太郎的隔震结构 右图是中村太郎于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。
中南加州大学医院（隔震结构） 橄榄景医院（抗震结构）
中南加州大学医院
地下一层，地上7层，建筑面积：33000平方米；占地：4100平米； 最高高度：36。0m；铅芯多层橡胶隔震器68个，多层橡胶隔震器81个。
中南加州大学医院在这次地震及其其后的余震中，6-8英尺高的花瓶 等没有一个掉下来，建筑物内的各种机器等均未损坏，医院功能得到维 持，成为防灾中心，起到十分重要的作用。
隔震减震学习.pptx
“以柔克刚”
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减震的基本原理
减震是通过采用一定的耗能装置或 附加子结构，吸收或消耗地震传递给主 体结构的能量，从而减轻结构的振动。 减震立足于“消能”
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耗能减震
减
冲击减震
震
分
吸振减震
类
主动控制减震
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耗能减震
耗能减震原理：地震在结构中释放 的能量是一定的，通过在结构中增加耗 能装置，使结构一部分能量被耗能件所 耗散，耗能装置增加结构阻尼，加速结 构能量耗散。
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蝶形弹簧阻尼器
工作原理：蝶形弹簧阻尼器小 变形下会提供很大的承载力， 变形为非线性变形，通过塑性 变形耗散地震能量，蝶形弹簧 可以配合其他粘滞阻尼器一起 使用。
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记忆合金阻尼器
工作原理：记忆合金阻尼器 具有形状记忆、超弹性和阻 尼特性，在地震作用下结构 发生塑性变形，产生高阻尼 ，在普通风载作用下，结构 发生变形耗能，作用消失后 ，结构有恢复能力。
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调谐质量阻尼器
原理：通常由质量块、 线性粘滞阻尼器、弹 簧组成。结构振动时， 子结构会产生一个与 结构振动方向相反的 惯性力，子结构起到 阻尼器作用。它对抗 风效果更有效些。
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台北101大厦中的TMD
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调谐液体阻尼器
工作原理：将装满液 体的容器至于结构上 ，结构振动时，水的 震荡也能形成一个调 频质量阻尼器。
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耗能减震相关产品
耗能支撑、耗能交叉支撑、摩擦耗能支 撑、耗能偏心支撑、耗能隅撑、屈服约束支 撑（BRB）、耗能墙、带竖缝剪力墙、周边 耗能墙、水平缝摩擦墙、阻尼器剪力墙、阻 尼器等
消能减震技术PPT课件
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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1
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3.2 工程实例2
联邦电子科研大楼位于加拿大首都渥太华,它建于 1993年,在2003年增加了1层。这是一幢3层的混 凝土框架结构的建筑,带有1层的地下室。基于对里 边重要的科研设备装置的安全考虑,工程人员决定 采用摩擦耗能支撑对其进行加固。摩擦支撑的布置 如图11所示,在两条斜支撑的交点处共安装23个滑 移为300kN的摩擦耗能器(图12)。摩擦耗能器的 使用使整个加固工程变得很经济,而且这些阻尼器 可以吸收地震能量,保护建筑及其里面的设备。
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14
3、消能减震结构在工程中的应用
5.12大地震后首个消能减震加固工程(使用 粘滞阻尼器)
摩擦消能器在加固工程中的应用 粘弹性消能器在加固工程中的应用
-
15
3.1 工程实例1
都江堰市北街小学试验外国语学校艺术大楼,为现浇钢筋混凝土框 架结构,框架层数为5层,总高度18m。按照7度抗震设防,但在5.12 特大地震中,原结构还是遭到了破坏,1层柱柱顶受损(图1),1,2层 墙体出现裂缝(图2),局部墙体破碎,局部楼梯构件受损。 通过进 行结构抗震验算,发现原结构多数梁柱不满足抗震要求,如果逐个 构件采用传统加固方法进行加大截面,将带来很大的工程量和较长 的施工工期。同时,加大柱子截面,将减小建筑的使用面积,最后通 过论证,提出采用消能减震加固技术对原结构进行抗震加固的方案。 首先加固受损柱顶,对节点区域混凝土凿面,剔除损坏部位破损的 混凝土,并用吹风机吹净混凝土表面粉尘,然后采用比原结构混凝 土强度等级高一级的C35混凝土修补料对混凝土破坏的节点进行修 补找平,再对节点采用外包钢法对节点做加固处理(图3,4)。最后, 用锚栓将钢板固定在柱子上(图5)。
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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3.2 工程实例2
联邦电子科研大楼位于加拿大首都渥太华,它建于 1993年,在2003年增加了1层。这是一幢3层的混 凝土框架结构的建筑,带有1层的地下室。基于对里 边重要的科研设备装置的安全考虑,工程人员决定 采用摩擦耗能支撑对其进行加固。摩擦支撑的布置 如图11所示,在两条斜支撑的交点处共安装23个滑 移为300kN的摩擦耗能器(图12)。摩擦耗能器的 使用使整个加固工程变得很经济,而且这些阻尼器 可以吸收地震能量,保护建筑及其里面的设备。
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3、消能减震结构在工程中的应用
5.12大地震后首个消能减震加固工程(使用 粘滞阻尼器)
摩擦消能器在加固工程中的应用 粘弹性消能器在加固工程中的应用
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3.1 工程实例1
都江堰市北街小学试验外国语学校艺术大楼,为现浇钢筋混凝土框 架结构,框架层数为5层,总高度18m。按照7度抗震设防,但在5.12 特大地震中,原结构还是遭到了破坏,1层柱柱顶受损(图1),1,2层 墙体出现裂缝(图2),局部墙体破碎,局部楼梯构件受损。 通过进 行结构抗震验算,发现原结构多数梁柱不满足抗震要求,如果逐个 构件采用传统加固方法进行加大截面,将带来很大的工程量和较长 的施工工期。同时,加大柱子截面,将减小建筑的使用面积,最后通 过论证,提出采用消能减震加固技术对原结构进行抗震加固的方案。 首先加固受损柱顶,对节点区域混凝土凿面,剔除损坏部位破损的 混凝土,并用吹风机吹净混凝土表面粉尘,然后采用比原结构混凝 土强度等级高一级的C35混凝土修补料对混凝土破坏的节点进行修 补找平,再对节点采用外包钢法对节点做加固处理(图3,4)。最后, 用锚栓将钢板固定在柱子上(图5)。
第四章基础隔震和消能减震
4.1 建筑结构基础隔震传统抗震：硬抗基础隔震：隔离能量传递消能减震：耗散能量、确保主体构件基础隔震机理：将整个建筑物或其局部楼层座落在隔震支座或隔震基础上，隔离和减轻地震能量向上部传递，从而达到减小结构的地震反应，提高建筑结构的抗震可靠性。
基础隔震的特性•竖向承载特性•水平隔震特性•复位特性•阻尼消能特性•可靠性与耐久性基础隔震优越性•减轻反应•确保安全•降低造价•快速修复适用工程：地震区民用建筑、生命线工程、重要结构；内部有重要设备的建筑；桥梁、架空输水渠、雷达站、天文台等重要结构物橡胶垫隔震装置夹层橡胶垫•夹层钢板和橡胶垫紧密粘结以确保钢板对橡胶的变形约束；•设置铅芯或粘性材料芯或采用高阻尼的橡胶材料，使夹层橡胶垫具有足够的阻尼比；•设置侧向保护层，使橡胶垫具有更高的耐老化特性；•有可靠的上下连接板，使橡胶垫与上下结构可靠连接隔震结构的设计•设计方案建筑结构的隔震设计，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。
•设防目标采用隔震设计的房屋建筑，其抗震设防目标应高于抗震建筑。
在水平地震方面，抗震规范给出隔震支座水平剪力计算公式并通过对支座水平位移的限制，保证了隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。
竖向抗震措施不应降低。
•隔震部件隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定隔震设计要点抗震规范对隔震设计提出了分部设计法和水平减震系数的概念。
（1）分部设计方法把整个隔震结构体系分成上部结构、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分，分别进行设计。
（2）上部结构设计采用“水平向减震系数”设计上部结构。
上部结构水平地震作用计算——水平向减震系数应用•i）水平地震影响系数的最大值可取水平地震影响系数最大值（即非隔震时的值）和水平向减震系数的乘积。
水平向减震系数不宜低于0.25，且隔震后结构的总水平地震作用不得低于非隔震6度设防时的总水平地震作用。
消能减震技术汇报
• 基础隔震方法是在建筑物和构筑物基础部位设置 橡胶支座，利用橡胶支座水平柔性形成的柔性隔 离层吸收或散耗地震能量，阻止或减小地震能量 向建筑物和构筑物上部结构传递，使整个建筑物 和构筑物自振周期延长，从而减小建筑物和构筑 物上部结构对地震的反应。
消能减震技术 - 房屋建筑 的隔震消能
消能减震在房屋建筑的方法之一：建筑结构的振动 控制技术，该技术是通过控制建筑的振动从而使建 筑达到抗震的目的。建筑结构的振动控制分为主动 控制、被动控制、半主动控制和混合控制 • 主动控制：结构主动控制是利用外部能源，在结
2020/5/11
动，达到保证建筑物安 全的目的。
消能减震技术
消能减震技术 - 原理
• 1 由于纵波传播速度大于横波，但横波却是地震时造成建 筑物破坏的主要原因。
• 2 根据地震这种特性，制定纵波感应器。在建筑物基础安 装感应气垫，一旦地震来临，纵波感应器启动，在横波能 量对建筑物造成破坏前感应气垫膨胀并把来自于纵波的能 量进行消能。在基础支座安装弹簧轻轨，保证建筑物水平 的最大位移，抵消来自横波水平剪力对建筑物的破坏，并 使建筑物恢复到原来的位置(有类似“不倒翁”性质)。
防屈曲支撑
常见的防屈曲支撑布置形式 （a）单斜撑；（b）人字撑
连续防屈曲支撑钢筋混凝土框架结构
消能减震技术 - 房屋 建筑的隔震消能
• 中国41%的国土、50%以上的城市位于地震烈度7 度以上的地区，地震灾害形势非常严峻。如果解 决房屋上部结构和基础整体刚性的问题，地震时， 地面运动能量经过基础输入到房屋结构，就极大 地减少房屋结构发生振动、变形，甚至倒塌。
2020/5/11
消能减震技术 - 前景
• 建筑隔震技术是世界许多国家关注的研究 课题。中国在这方面已经取得了很大的进 展。隔振消能技术为中国在减轻多、低层 房屋水平地震灾害中提供了一条行之有效 的新途径。
消能减震技术 - 房屋建筑 的隔震消能
消能减震在房屋建筑的方法之一：建筑结构的振动 控制技术，该技术是通过控制建筑的振动从而使建 筑达到抗震的目的。建筑结构的振动控制分为主动 控制、被动控制、半主动控制和混合控制 • 主动控制：结构主动控制是利用外部能源，在结
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动，达到保证建筑物安 全的目的。
消能减震技术
消能减震技术 - 原理
• 1 由于纵波传播速度大于横波，但横波却是地震时造成建 筑物破坏的主要原因。
• 2 根据地震这种特性，制定纵波感应器。在建筑物基础安 装感应气垫，一旦地震来临，纵波感应器启动，在横波能 量对建筑物造成破坏前感应气垫膨胀并把来自于纵波的能 量进行消能。在基础支座安装弹簧轻轨，保证建筑物水平 的最大位移，抵消来自横波水平剪力对建筑物的破坏，并 使建筑物恢复到原来的位置(有类似“不倒翁”性质)。
防屈曲支撑
常见的防屈曲支撑布置形式 （a）单斜撑；（b）人字撑
连续防屈曲支撑钢筋混凝土框架结构
消能减震技术 - 房屋 建筑的隔震消能
• 中国41%的国土、50%以上的城市位于地震烈度7 度以上的地区，地震灾害形势非常严峻。如果解 决房屋上部结构和基础整体刚性的问题，地震时， 地面运动能量经过基础输入到房屋结构，就极大 地减少房屋结构发生振动、变形，甚至倒塌。
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消能减震技术 - 前景
• 建筑隔震技术是世界许多国家关注的研究 课题。中国在这方面已经取得了很大的进 展。隔振消能技术为中国在减轻多、低层 房屋水平地震灾害中提供了一条行之有效 的新途径。
消能减震技术.
2.1 位移相关型消能装置
粘弹性阻尼器。粘弹性阻尼器同时具有弹性刚度和 耗能性能。最早的粘弹性阻尼器是美国 3M 公司研 制开发的，它由两块 T 型钢板夹一块矩形钢板组 成，T 型约束钢板与中间钢板间夹有一层粘弹性材 料，这层材料的剪切变形与其相对应的剪应力存在 相位差，从而产生剪切滞回特性，增加了结构的阻 尼。弹性与粘性都对降低结构的动力反应起作用。 该消能器目前己得到广泛的应用。近年来开发出的 装置还有沥青橡胶组合粘弹性阻尼器、粘弹性橡胶 剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹性剪切消能制震 系统、杠杆粘弹性阻尼器等 。
消能减震的力学原理就是在结构会产生相对运 动的部位增设一些阻尼器之类的消能装置，当 结构受到地震作用时，这些阻尼器在结构相对 运动的强迫作用下，产生抵抗结构相对运动的 阻力运动，这些阻尼力在运动过程中做功，通 常以导致阻尼器发热而耗散掉部分结构相对运 动的能量，从而减小结构的地震响应，即减小 结构的损坏或保证结构的正常使用功能。
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。
3、消能减震结构在工程中的应用
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。
1、消能减震结构的概念
消能减震结构步前已获得广泛的应用， 但各种消能减震装置有其各自的特点和适应 的范围。
工程结构消能减震设计简介ppt课件
6.结构隔震、消能减震设计
6.1概述 抗震设计：依靠结构的强度、刚度和延性来抵御地震作用
立足于“抗”，是一种消极设计方法 传统抗震方法存在的问题： （1）结构的安全性难以保证
传统抗震方法以既定的“设防烈度”作为设计依据，由 于地震的随机性，建筑结构的破损程度及倒塌的可能性 难以控制，当发生突发性超烈度地震时，房屋可能会严 重破坏。
• 10年后重建，并增加了抗震强度。
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6.2.3 悬挂隔震实例
“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。
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6.2.2 基础隔震装置
• 橄榄景医院为抗震结构，其 底层加速度为 0.82g，而顶层加 速度为2.31g, 加速度放大系数 为2.8。 • 在此次地震中，剪力墙产生剪 切裂缝，设备机器、医疗机械及 家具等翻倒，病历等资料掉下、 散乱。而且水管破裂，各层浸水， 建筑物不能使用，完全丧失了医院的功能。
外荷载 （风、地震等）
结构
反应
控制力
控制器
检测元件
图1-2 主动控制的工作原理
8
6.1概述
常见的类型有： 主动调频质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper,
简称AMD)； 主动支撑系统（Active Brace）； 主动拉索控制器（Active Tendon）； 主动空气挡风板控制器（Active Aerodynamic Appendayes）等。
6.1概述 抗震设计：依靠结构的强度、刚度和延性来抵御地震作用
立足于“抗”，是一种消极设计方法 传统抗震方法存在的问题： （1）结构的安全性难以保证
传统抗震方法以既定的“设防烈度”作为设计依据，由 于地震的随机性，建筑结构的破损程度及倒塌的可能性 难以控制，当发生突发性超烈度地震时，房屋可能会严 重破坏。
• 10年后重建，并增加了抗震强度。
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6.2.3 悬挂隔震实例
“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。
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6.2.2 基础隔震装置
• 橄榄景医院为抗震结构，其 底层加速度为 0.82g，而顶层加 速度为2.31g, 加速度放大系数 为2.8。 • 在此次地震中，剪力墙产生剪 切裂缝，设备机器、医疗机械及 家具等翻倒，病历等资料掉下、 散乱。而且水管破裂，各层浸水， 建筑物不能使用，完全丧失了医院的功能。
外荷载 （风、地震等）
结构
反应
控制力
控制器
检测元件
图1-2 主动控制的工作原理
8
6.1概述
常见的类型有： 主动调频质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper,
简称AMD)； 主动支撑系统（Active Brace）； 主动拉索控制器（Active Tendon）； 主动空气挡风板控制器（Active Aerodynamic Appendayes）等。
减震技术PPT课件
从动力学的观点出发，耗能装置的作用，相 当于增大结构阻尼，从而使结构反应减小。
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2.减震的工作原理简述
2.2.2 消能减震
消能减震原理： 在结构中的某些部位设置消能装置，通过消
能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结 构地震反应。
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2.减震的工作原理简述
2.2.3 吸振减震
3.1.4 粘弹性阻尼器 粘弹性阻尼器的消能减 震结构在工程抗震中发挥着重要的作用。运用 复模态理论将基础隔振结构运动方程解耦，分 析了在地震作用下的反应。
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3.减震技术
3.1 结构的消能减震技术
3.1.5 调谐液体阻尼器 调谐液体阻尼器是一 种主要用于高层建筑和高耸结构振动控制的水 箱，它利用结构上固定容器中液体的惯性和黏 性耗能减小结构的振动，是一种被动控制装置。
•地震的危害 •减震的工作原理 •减震的技术措施
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1.地震的危害
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汶川县震前震后对比 截至5月20日18时，四川汶川８级地震已造成40075人 遇难，247645人受伤；至20日12时，累计失踪32361人。 目பைடு நூலகம்仅受灾地区国有企业就损失300多亿元人民币。
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吸振减震原理： 吸振是通过附加子结构，使结构的振动发生
转移，即使结构的振动能量在原结构与子结构 之间重新分配，从而达到减小结构振动的目的。
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2.减震的工作原理简述
2.2.4 主动控制减震
主动控制减震原理： 主动控制减震体系是利用外部能源，在结构
受地震激励振动过程中，瞬时改变结构动力特 性和施加控制力，以减少结构地震反应的自动 控制体系。
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2.减震的工作原理简述
2.2.2 消能减震
消能减震原理： 在结构中的某些部位设置消能装置，通过消
能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结 构地震反应。
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2.减震的工作原理简述
2.2.3 吸振减震
3.1.4 粘弹性阻尼器 粘弹性阻尼器的消能减 震结构在工程抗震中发挥着重要的作用。运用 复模态理论将基础隔振结构运动方程解耦，分 析了在地震作用下的反应。
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3.减震技术
3.1 结构的消能减震技术
3.1.5 调谐液体阻尼器 调谐液体阻尼器是一 种主要用于高层建筑和高耸结构振动控制的水 箱，它利用结构上固定容器中液体的惯性和黏 性耗能减小结构的振动，是一种被动控制装置。
•地震的危害 •减震的工作原理 •减震的技术措施
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1.地震的危害
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汶川县震前震后对比 截至5月20日18时，四川汶川８级地震已造成40075人 遇难，247645人受伤；至20日12时，累计失踪32361人。 目பைடு நூலகம்仅受灾地区国有企业就损失300多亿元人民币。
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吸振减震原理： 吸振是通过附加子结构，使结构的振动发生
转移，即使结构的振动能量在原结构与子结构 之间重新分配，从而达到减小结构振动的目的。
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2.减震的工作原理简述
2.2.4 主动控制减震
主动控制减震原理： 主动控制减震体系是利用外部能源，在结构
受地震激励振动过程中，瞬时改变结构动力特 性和施加控制力，以减少结构地震反应的自动 控制体系。
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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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2.2 速度相关型消能装置
电磁流体阻尼器。电流(ER)变流体和磁流变(MR) 流体是 20 世纪 80 年代末兴起的两类性能极为相 似的可控流体。其流体效应可用电场强度和磁场强 度有效地控制。这些智能材料用于结构减震的主要 原理是它根据动力传感器测得的结构瞬时振动状态， 由 ER(MR)智能可调参数结构构件中的智能可调阻 尼器在各瞬态时调整参数，从而实现减小整个结构 地震反应的目的。用这些可控流体设计和制作的消 能器具有结构简单，所需驱动功率小，反应迅速等 特点，而且可和其它减震机构串、并联使用，以提 高功效。
消能减震结构步前已获得广泛的应用， 但各种消能减震装置有其各自的特点和适应 的范围。
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3、消能减震结构在工程中的应用
速度相关型消能器如粘滞流体阻尼器适用各种相对 位移情况，其阻尼力与相对运动速度的相关关系， 在相对运动速度不大600mm/s 及相对运动频率不 大于3Hz 的工作状态下非常稳定，其对支撑刚度 的要求是与阻尼力的大小，期望阻尼器耗能的起始 行程状态相关联的，与结构的层间刚度不直接相关 它的耗能性能及耐疲劳性能较好，较大的温差环境 温度对其阻尼力大小有些轻微影响但目前对其耗能 性能的耐久性尚无可靠数据说明，即是说位于室内 正常环境下，经年或更长时间后的耗能性能的变化 情况尚无可靠资料证明。
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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。
பைடு நூலகம்
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2.1 位移相关型消能装置
粘弹性阻尼器。粘弹性阻尼器同时具有弹性刚度和 耗能性能。最早的粘弹性阻尼器是美国 3M 公司研 制开发的，它由两块 T 型钢板夹一块矩形钢板组 成，T 型约束钢板与中间钢板间夹有一层粘弹性材 料，这层材料的剪切变形与其相对应的剪应力存在 相位差，从而产生剪切滞回特性，增加了结构的阻 尼。弹性与粘性都对降低结构的动力反应起作用。 该消能器目前己得到广泛的应用。近年来开发出的 装置还有沥青橡胶组合粘弹性阻尼器、粘弹性橡胶 剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹性剪切消能制震 系统、杠杆粘弹性阻尼器等 。
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3、消能减震结构在工程中的应用
对于金属阻尼器，存在疲劳断裂问题，如要求小震 下起作用则对支撑刚度要求较高，通常适用于相对 位移不太大的情况；摩擦阻尼器在小震情况下基本 无耗能作用，只有刚度贡献，且对于预压应力的精 度要求较高；对于铅阻尼器应考虑铅对环境的污染， 同样只适用相对位移不太大的情况；粘弹性阻尼器 的缺陷是其储存模量与损失模量的特性，与温度变 化和阻尼器相对剪切变形的频率密切相关温度高时 模量降低，故而耗能特性降低，但其模量是随着频 率增高而增大，但该两模量的比值却对温度变化和 加载频率不敏感；
调频质量和调频液体阻尼器。又称 TMD 和 TLD。 TMD是在结构中增设装有附加质量块的外加机构， 使其自振频率与结构自振频率基本一致，利用共振 原理，将外激励的能量消耗在外加机构中的质量块 的运动上，从而达到减震的目的。TLD 除了具有 TMD 的功能外，还要求通过增设在结构上的容器 中的液体的运动来消耗和吸收振动能量，从而达到 减震的目的。这两种装置较简单，易于实施，但是 减震效果受限，对结构自振频率的估计精度要求很 高。
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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。
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3、消能减震结构在工程中的应用
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2.2 速度相关型消能装置
粘滞流体阻尼器。粘滞流体阻尼器曾广泛应用于军 事和航空领域。目前已在建筑和桥梁的振动控制中 得到运用，已研制开发的粘滞流体阻尼器有筒式流 体阻尼器、粘性阻尼墙系统、油动式阻尼器等。筒 式流体阻尼器一般由缸体、活塞和粘滞流体组成。 活塞上开有小孔，或活塞与筒体之间留有间隙，活 塞可在充有硅油或其它粘滞流体的缸筒内作往复运 动，当活塞与筒体间产生相对运动时，流体从活塞 的小孔内通过，或从活塞与筒体之间的间隙中通过， 对两者的相对运动产生阻力，从而耗散能量。
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2.3 其他类型的消能装置
复合型阻尼器。复合型阻尼器是利用两种或 两种以上的消能元件或消能机制设计而成的 新型消能减震装置。已研制开发的一些复合 消能器有弹塑性-摩擦型阻尼器、弹塑性-粘 弹性阻尼器、摩擦-粘弹性阻尼器、铅粘弹 性阻尼器、流体-粘弹性阻尼器等。
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2.3 其他类型的消能装置
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结构消能减震建筑的特点
消能减震装置可同时减少结构的水平和竖向 的地震作用，适用范围较广，结构类型和高 度均不受限制
消能减震装置应使结构具有足够的附加阻尼， 以满足罕遇地震下预期的结构位移要求
由于消能减震结构不改变结构的基本形式， 除消能部件和相关部件外，结构设计仍可按 照规范对相应结构类型的要求执行
1、消能减震结构的概念
消能减震的力学原理就是在结构会产生相对运 动的部位增设一些阻尼器之类的消能装置，当 结构受到地震作用时，这些阻尼器在结构相对 运动的强迫作用下，产生抵抗结构相对运动的 阻力运动，这些阻尼力在运动过程中做功，通 常以导致阻尼器发热而耗散掉部分结构相对运 动的能量，从而减小结构的地震响应，即减小 结构的损坏或保证结构的正常使用功能。
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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2.2 速度相关型消能装置
电磁流体阻尼器。电流(ER)变流体和磁流变(MR) 流体是 20 世纪 80 年代末兴起的两类性能极为相 似的可控流体。其流体效应可用电场强度和磁场强 度有效地控制。这些智能材料用于结构减震的主要 原理是它根据动力传感器测得的结构瞬时振动状态， 由 ER(MR)智能可调参数结构构件中的智能可调阻 尼器在各瞬态时调整参数，从而实现减小整个结构 地震反应的目的。用这些可控流体设计和制作的消 能器具有结构简单，所需驱动功率小，反应迅速等 特点，而且可和其它减震机构串、并联使用，以提 高功效。
消能减震结构步前已获得广泛的应用， 但各种消能减震装置有其各自的特点和适应 的范围。
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3、消能减震结构在工程中的应用
速度相关型消能器如粘滞流体阻尼器适用各种相对 位移情况，其阻尼力与相对运动速度的相关关系， 在相对运动速度不大600mm/s 及相对运动频率不 大于3Hz 的工作状态下非常稳定，其对支撑刚度 的要求是与阻尼力的大小，期望阻尼器耗能的起始 行程状态相关联的，与结构的层间刚度不直接相关 它的耗能性能及耐疲劳性能较好，较大的温差环境 温度对其阻尼力大小有些轻微影响但目前对其耗能 性能的耐久性尚无可靠数据说明，即是说位于室内 正常环境下，经年或更长时间后的耗能性能的变化 情况尚无可靠资料证明。
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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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2.1 位移相关型消能装置
粘弹性阻尼器。粘弹性阻尼器同时具有弹性刚度和 耗能性能。最早的粘弹性阻尼器是美国 3M 公司研 制开发的，它由两块 T 型钢板夹一块矩形钢板组 成，T 型约束钢板与中间钢板间夹有一层粘弹性材 料，这层材料的剪切变形与其相对应的剪应力存在 相位差，从而产生剪切滞回特性，增加了结构的阻 尼。弹性与粘性都对降低结构的动力反应起作用。 该消能器目前己得到广泛的应用。近年来开发出的 装置还有沥青橡胶组合粘弹性阻尼器、粘弹性橡胶 剪切阻尼器、超塑性硅氧橡胶粘弹性剪切消能制震 系统、杠杆粘弹性阻尼器等 。
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3、消能减震结构在工程中的应用
对于金属阻尼器，存在疲劳断裂问题，如要求小震 下起作用则对支撑刚度要求较高，通常适用于相对 位移不太大的情况；摩擦阻尼器在小震情况下基本 无耗能作用，只有刚度贡献，且对于预压应力的精 度要求较高；对于铅阻尼器应考虑铅对环境的污染， 同样只适用相对位移不太大的情况；粘弹性阻尼器 的缺陷是其储存模量与损失模量的特性，与温度变 化和阻尼器相对剪切变形的频率密切相关温度高时 模量降低，故而耗能特性降低，但其模量是随着频 率增高而增大，但该两模量的比值却对温度变化和 加载频率不敏感；
调频质量和调频液体阻尼器。又称 TMD 和 TLD。 TMD是在结构中增设装有附加质量块的外加机构， 使其自振频率与结构自振频率基本一致，利用共振 原理，将外激励的能量消耗在外加机构中的质量块 的运动上，从而达到减震的目的。TLD 除了具有 TMD 的功能外，还要求通过增设在结构上的容器 中的液体的运动来消耗和吸收振动能量，从而达到 减震的目的。这两种装置较简单，易于实施，但是 减震效果受限，对结构自振频率的估计精度要求很 高。
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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。
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2.2 速度相关型消能装置
粘滞流体阻尼器。粘滞流体阻尼器曾广泛应用于军 事和航空领域。目前已在建筑和桥梁的振动控制中 得到运用，已研制开发的粘滞流体阻尼器有筒式流 体阻尼器、粘性阻尼墙系统、油动式阻尼器等。筒 式流体阻尼器一般由缸体、活塞和粘滞流体组成。 活塞上开有小孔，或活塞与筒体之间留有间隙，活 塞可在充有硅油或其它粘滞流体的缸筒内作往复运 动，当活塞与筒体间产生相对运动时，流体从活塞 的小孔内通过，或从活塞与筒体之间的间隙中通过， 对两者的相对运动产生阻力，从而耗散能量。
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2.3 其他类型的消能装置
复合型阻尼器。复合型阻尼器是利用两种或 两种以上的消能元件或消能机制设计而成的 新型消能减震装置。已研制开发的一些复合 消能器有弹塑性-摩擦型阻尼器、弹塑性-粘 弹性阻尼器、摩擦-粘弹性阻尼器、铅粘弹 性阻尼器、流体-粘弹性阻尼器等。
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结构消能减震建筑的特点
消能减震装置可同时减少结构的水平和竖向 的地震作用，适用范围较广，结构类型和高 度均不受限制
消能减震装置应使结构具有足够的附加阻尼， 以满足罕遇地震下预期的结构位移要求
由于消能减震结构不改变结构的基本形式， 除消能部件和相关部件外，结构设计仍可按 照规范对相应结构类型的要求执行
1、消能减震结构的概念
消能减震的力学原理就是在结构会产生相对运 动的部位增设一些阻尼器之类的消能装置，当 结构受到地震作用时，这些阻尼器在结构相对 运动的强迫作用下，产生抵抗结构相对运动的 阻力运动，这些阻尼力在运动过程中做功，通 常以导致阻尼器发热而耗散掉部分结构相对运 动的能量，从而减小结构的地震响应，即减小 结构的损坏或保证结构的正常使用功能。