结构隔振、减震设计与制振技术
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结构控制技术按控制措施实施的方式不同，一般分为 被动控制（Passive Control）、主动控制（Active Control）、半主动控制（Semi—Active Control）和 混合控制（Hybrid Control）四类。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（1）被动控制（Passive Control）
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（2）建筑费用和成本大幅度增加 传统方法是在设计时提高材料强度、加大构件（结构） 刚度，其结果是断面越大，刚度越大，使用面积减少， 建筑物自重增大，地震作用亦随之增大。
（3）适用范围受到限制 传统抗震方法采用的是延性结构体系，允许结构部件 在强震时发生比较大的塑性变形，以消耗地震能量， 减轻地震反应，这种方法对于某些不容许在地震中出 现破坏的结构、或内部有贵重装饰、重要设备仪器的 结构是不适用的。
一种是主从组合方式，即以某一控制为主控制部件， 其他部件通过主要部件实现对结构的控制。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
另一种是并列组合方式，即两种控制各自独立工作， 对结构实施校正作用。
目前，较为典型的几种混合控制装置有： AMD与TMD相组合， AMD与TLD相组合， 主动控制与基础隔震相组合， 主动控制与耗能减振相组合，
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（4）施工难度大 结构构件和节点的钢筋配置过密，9度区甚至无法排布。 （5）建筑物的高度受到限制等。
为克服传统抗震方法的缺陷，结构振动控制技术（简 称“结构控制”）逐渐发展起来。 结构控制的概念：通过对结构施加控制机构，由控制 机构与结构共同承受振动作用，以调谐和减轻结构的 振动反应，使它在外界干扰作用下的各项反应值被控 制在允许范围内。
（风外、荷地载震等结）构
反应
被动控制装置
① 隔震：在建筑物图适1当-1部被 位动 设置控隔制震的装工置作 ，原 切断理或削弱 地面运动向上部结构的传递，并提供适当的阻尼，从 而使上部结构的地震作用大大降低，耗能能力加强。 如叠层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、滑移隔震支 座和混合隔震装置等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
② 结构自控：通过在结构中优选耗能材料和耗能杆件， 设置多道抗震防线达到耗能减振的目的。 常见的有： 竖向通缝SW（剪力墙）、周边缝SW、 双功能连梁、带抗震连梁的SW、 顶层为刚性连梁的SW、偏交支撑、 梁端设塑性铰的框架、悬挂式结构、 底层设消能缝的砖混结构。
结构隔振、减震设计与制振技术
（风外、荷地载震等）结 构 控制力
反应
控制器 检测元件
Baidu Nhomakorabea图1-2主动控制的工作原理
结构隔振、减震设计与制振技术
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（3）混合控制（Hybrid Control）
被动控制器
外荷载
被动控制力 结构
（风、地震等） 主动控制力
反应
主动控制器
检测元件
混合控制是将主图动1控-3 制混与合控 被制 动的控工制作同原时理施加在同一结构 上的结构振动控制形式。
从其元素所起作用的相对大小来看，有两种组合方式：
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
结构控制的概念：在工程结构的特定部位装设某种装 置（如隔震垫等）、或某种机构（如消能支撑、消能 剪力墙、消能节点、消能器等）、或某种子结构（如 调频质量等）、或施加外力（外部能量输入）、或调 整结构的动力特性，使工程结构在地震（或风）的作 用下，其结构的动力反应（加速度、速度、位移）得 到合理的控制，从而确保结构本身及结构中的人、仪 器设备、装修等的安全或处于正常的使用状态。
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.2结构隔震设计
结构隔震主要有基底隔震和悬挂隔震两种 6.2.1基底隔震原理 在结构物底部与基础 顶面之间设置隔震消 能装置，使之与固结 于地基中的基础顶面 分开，限制地震动向 结构物传递。
6.1概述
③ 结构附加装置控制：在结构的适当位置安放耗能减振 装置，以达到耗能减振的目的。 主要有： 各种耗能支撑、预应力摩擦墙、 金属阻尼器、摩擦阻尼器、 调频质量阻尼器（TMD）、 调频液体阻尼器（TLD）、 粘滞流体阻尼器和粘弹性阻尼器等等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（2）主动控制（Active Control） 指有外加能源的控制，其工作原理为：
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
消能减震技术的优越性： 1、安全性：
消能构件或消能装置在强震中能率先消耗的地震能量， 迅速衰减结构的地震反应并保护主体结构和构件免遭 破坏，确保结构的安全。 消能减震结构的地震反应比传统结构降低40%—60%。 2、 经济性： 消能减震结构可以减少剪力墙的设置，减少结构断面 和配筋，可节约造价5%—10%。若用于旧建筑物的抗 震加固，则可节约造价10%—60%。 3、技术合理性：结构越高、越柔，消能减震效果越显著
HMS（液压－质量振动控制系统）与AMD相组合等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
结构消能减震建筑的特点： 1. 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； 2. 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； 3. 由于消能减震结构不改变结构的基本型式，除消能部
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（1）被动控制（Passive Control）
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（2）建筑费用和成本大幅度增加 传统方法是在设计时提高材料强度、加大构件（结构） 刚度，其结果是断面越大，刚度越大，使用面积减少， 建筑物自重增大，地震作用亦随之增大。
（3）适用范围受到限制 传统抗震方法采用的是延性结构体系，允许结构部件 在强震时发生比较大的塑性变形，以消耗地震能量， 减轻地震反应，这种方法对于某些不容许在地震中出 现破坏的结构、或内部有贵重装饰、重要设备仪器的 结构是不适用的。
一种是主从组合方式，即以某一控制为主控制部件， 其他部件通过主要部件实现对结构的控制。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
另一种是并列组合方式，即两种控制各自独立工作， 对结构实施校正作用。
目前，较为典型的几种混合控制装置有： AMD与TMD相组合， AMD与TLD相组合， 主动控制与基础隔震相组合， 主动控制与耗能减振相组合，
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（4）施工难度大 结构构件和节点的钢筋配置过密，9度区甚至无法排布。 （5）建筑物的高度受到限制等。
为克服传统抗震方法的缺陷，结构振动控制技术（简 称“结构控制”）逐渐发展起来。 结构控制的概念：通过对结构施加控制机构，由控制 机构与结构共同承受振动作用，以调谐和减轻结构的 振动反应，使它在外界干扰作用下的各项反应值被控 制在允许范围内。
（风外、荷地载震等结）构
反应
被动控制装置
① 隔震：在建筑物图适1当-1部被 位动 设置控隔制震的装工置作 ，原 切断理或削弱 地面运动向上部结构的传递，并提供适当的阻尼，从 而使上部结构的地震作用大大降低，耗能能力加强。 如叠层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、滑移隔震支 座和混合隔震装置等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
② 结构自控：通过在结构中优选耗能材料和耗能杆件， 设置多道抗震防线达到耗能减振的目的。 常见的有： 竖向通缝SW（剪力墙）、周边缝SW、 双功能连梁、带抗震连梁的SW、 顶层为刚性连梁的SW、偏交支撑、 梁端设塑性铰的框架、悬挂式结构、 底层设消能缝的砖混结构。
结构隔振、减震设计与制振技术
（风外、荷地载震等）结 构 控制力
反应
控制器 检测元件
Baidu Nhomakorabea图1-2主动控制的工作原理
结构隔振、减震设计与制振技术
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（3）混合控制（Hybrid Control）
被动控制器
外荷载
被动控制力 结构
（风、地震等） 主动控制力
反应
主动控制器
检测元件
混合控制是将主图动1控-3 制混与合控 被制 动的控工制作同原时理施加在同一结构 上的结构振动控制形式。
从其元素所起作用的相对大小来看，有两种组合方式：
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
结构控制的概念：在工程结构的特定部位装设某种装 置（如隔震垫等）、或某种机构（如消能支撑、消能 剪力墙、消能节点、消能器等）、或某种子结构（如 调频质量等）、或施加外力（外部能量输入）、或调 整结构的动力特性，使工程结构在地震（或风）的作 用下，其结构的动力反应（加速度、速度、位移）得 到合理的控制，从而确保结构本身及结构中的人、仪 器设备、装修等的安全或处于正常的使用状态。
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.2结构隔震设计
结构隔震主要有基底隔震和悬挂隔震两种 6.2.1基底隔震原理 在结构物底部与基础 顶面之间设置隔震消 能装置，使之与固结 于地基中的基础顶面 分开，限制地震动向 结构物传递。
6.1概述
③ 结构附加装置控制：在结构的适当位置安放耗能减振 装置，以达到耗能减振的目的。 主要有： 各种耗能支撑、预应力摩擦墙、 金属阻尼器、摩擦阻尼器、 调频质量阻尼器（TMD）、 调频液体阻尼器（TLD）、 粘滞流体阻尼器和粘弹性阻尼器等等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
（2）主动控制（Active Control） 指有外加能源的控制，其工作原理为：
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。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
消能减震技术的优越性： 1、安全性：
消能构件或消能装置在强震中能率先消耗的地震能量， 迅速衰减结构的地震反应并保护主体结构和构件免遭 破坏，确保结构的安全。 消能减震结构的地震反应比传统结构降低40%—60%。 2、 经济性： 消能减震结构可以减少剪力墙的设置，减少结构断面 和配筋，可节约造价5%—10%。若用于旧建筑物的抗 震加固，则可节约造价10%—60%。 3、技术合理性：结构越高、越柔，消能减震效果越显著
HMS（液压－质量振动控制系统）与AMD相组合等。
结构隔振、减震设计与制振技术
6.1概述
结构消能减震建筑的特点： 1. 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； 2. 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； 3. 由于消能减震结构不改变结构的基本型式，除消能部