结构隔震设计

概念：指没有外部能源支持控制系统，而是通过附加子结 构改变体系的动力特征，利用系统响应所形成的势能产生 控制力。 10.4.1 P-TMD体系（被动调谐质量阻尼器）
被动调谐质量阻尼器
10.4.1 TLD体系
10.5 结构主动控制体系
被动控制的缺陷：附加子结构的质量不可太小，否则无效果。 主动控制：由外部输入能量，使结构体系减振，它能在结构经 受地震激励的过程中，瞬时改变结构动力特征和施加控制力， 来衰减结构的地震反应。
隔震层的布置应符合下列的要求： ①隔震层可由隔震支座、阻尼装置和抗风装置组成。阻尼装置 和抗风装置可与隔震支座合为一体，亦可单独设置。必要时可 设置限位装置。 ②隔震层刚度中心宜与上部结构的质量中心重合。 ③隔震支座的平面布置宜与上部结构和下部结构的竖向受力构 件的平面位置相对应。 ④同一房屋选用多种规格的隔震支座时，应注意充分发挥每个 橡胶支座的承载力和水平变形能力。 ⑤同一支承处选用多个隔震支座时，隔震支座之间的净距应大 于安装操作所需要的空间要求。 ⑥设置在隔震层的抗风装置宜对称，分散地布置在建筑物的周 边或周边附近。
chap10 结构隔震、减震设计 与制振技术
传统抗震设计
强度设计 延性设计
大跨度桥梁 房屋.普通梁式桥
抗震设计
被动控制
隔震（橡胶叠层支座） 耗能（阻尼器） 调质阻尼器（TMD）
结构地震反应控制
主动控制
主动调质阻尼器（AMD） 主动联杆（Active Tendon） 主动可调控制
混合控制
图结4.1构.1抗结震构系抗统震框系统图框图
耗能减震结构设计计算要点：
耗能减震结构体系的抗震计算分析，一般情况下，宜采用静 力非线性分析或非线性时程分析方法。当耗能减震体系的主 要结构构件基本处于弹性工作阶段时，可采取线性分析方法 作简化估算，并根据结构的变形特征和高度等，分别采用底 部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。
10.4 结构被动控制调谐减震体系
主动控制的类型 a.开环控制 b.闭环控制 c.开闭环控制
隔震结构适用范围
隔震结构体系可以用于下列类型的建筑物： ① 医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑； ② 首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋； ③ 图书馆和纪念性建筑； ④ 一般工业与民用建筑。
10.2.2 基础隔震装置
叠层橡胶支座
FPS隔震器
铅心橡胶支座
回弹滑动支座
隔震结构的设计要求:
10.3 耗能减震结构设计
结构能量转换途径对比 （a）地震输入；（b）传统抗震结构；（c）消能减震结构
耗能减震装置的类型
Pall型摩擦耗能器 铅挤压阻尼器
加劲阻尼装置 粘弹性阻尼器
耗能部件应满足下列要求： ①耗能器应具有足够的吸收和耗散地震能量的能力和恰当的 阻尼；耗能部件附加给结构的有效阻尼比宜大于10％，超过 20％时宜按20％计算。 ②耗能部件应具有足够的初始刚度。 ③耗能器应具有优良的耐久性能，能长期保持其初始性能； ④耗能器构造应简单，施工方便，易维护； ⑤耗能器与斜支撑、填充墙、梁或节点的连接，应符合钢构 件连接或钢与钢筋混凝土构件连接的构造要求，并能承担耗 能器施加给连接节点的最大作用力。
主动隔震 半主动隔震 半主动调质阻尼
10.2 结构பைடு நூலகம்震设计
10.2.1 基础隔震技术
隔震结构的模型图
传统抗震房屋与隔震房屋 在地震中的情况对比
隔震结构具有以下优点：
①提高了结构在地震时的安全性； ②上部结构设计更加灵活，抗震措施简单明了； ③防止内部物品的振动、移动、翻倒，减少了次生灾害； ④防止非结构构件的损坏； ⑤抑制了振动时的不舒适感，提高了安全感和居住性； ⑥可以保持机械、仪表、器具的功能； ⑦震后无需修复，具有明显的社会和经济效益； ⑧经合理设计，可以降低工程造价。
隔震主要用于高烈度地区或使用功能有特别要求的建筑 以及符合以下各项要求的建筑： ①不隔震时，结构基本周期小于1.0s的多层砌体房屋、 钢筋混凝土框架房屋等。 ②体型基本规则，且抗震计算可采用底部剪力法的房屋。 ③建筑场地宜为I、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的 基础类型。 ④风荷载和其他地震作用的水平荷载不宜超过结构的总 重力的10％。