耗能减震技术的研究与进展.pdfVIP

维普资讯 2001年 6月 焦作大学学报 hb．2 第 2期 JOURNALOFJIAOZUOUNIVERSITY JuⅡ 200l 耗能减震技术的研究与进展 李嵩峰 张慧媛 薛 茹 (1．焦作市规划院 焦作 454000；2．焦作市建筑一公司；3 焦作大学) 摘 要 介绍了-r-,1~中常用的几种耗能减震募置的构造覆其减震原理 ，概述了一些国家近几 年这方面的应用与研究，并阐迷 了谊种技术夸后需研 究与解决的问题。 关键词 耗托减震 振动控制 减震 中圈分类号 ：TU352 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008—7257 (2001)02—0052—03 传统的抗震设计方法是依靠主体结构本身的非弹性变形来耗散输人结构的地震能量的。而耗能减 震是通过采取一定的措施，消耗地震传递蛤结构的能量 ，从而达到减震的目的。从能量观点看，地震 输入结构的能量是一定的，通过耗能装置消耗掉一部分能量 ，则结构本身需消耗的能量减小，意味着 结构反应减小。从动力学观点看，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。近 年来，国内外相继研究了许多专门的耗能系统或耗能元件来消耗地震能量，以减小主体结构地震反应 或减轻其破坏 ．达到抗震的 目的。 1 几种常见耗能装置 耗能减震结构的耗能装置，可以是安放在结构物内能产生相对位移处的阻尼器，也可以是 由结构 物的某些非承重构件 (如支撑 、剪力墙等)设计成的耗能构件。这些耗能装置在风或小震下应具有较 大的刚度 。但强烈地震发生时，耗能装置应率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输人结构 的地震能量。试验表明，耗能装置可消耗地震总能量的90％以上 。以下是 目前工程结构抗震 中常用 的几种耗能装置。 1．1 耗能阻尼器 阻尼器通常安装在支撑处、粱柱连接处、框架与剪力墙的连接处、桁架端部下弦处，上部结构与 基础连接处等产生相对变形或相对位移的地方。目的是吸收地震能量 ，同时改变结构的动力性能，减 小结构地震反应。这是现代结构减震设计所采用的有效措施之一。它还常与叠台橡胶支承配套使用设 置在隔震层内，以便抑制橡胶垫块引起的过大变形并使结构 回归原位。常用 的阻尼器主要有以下几 种 ： (1)软钢阻尼器 利用低碳钢在超过屈服应变几十倍的 塑性应变下往复变形数百次而不断裂的优 点，可按需要将软钢板 (捧)弯成各种形 t■ 状的阻尼器 ，如图1所示 ≥ 蕊O (2)挤压铅阻尼器 图2是一种挤压铅阻尼器 选择铅做 图I 各种形状的软钢阻尼器 被挤压材料 ，是因为铅的再结晶温度低于 室温，被挤压的铅能很快恢复到原始状态，使挤压力与挤压速度无关，其力与变位滞回关系基本上是 一 矩形，所以它能提供理想的库仑型摩擦阻尼。 牧藕 月期 ：2001—03—20 作者简介 ：车嵩峰 (1958-)．男，河南叶县人 ．焦作市规划皖工程师。 维普资讯 第 2期 李嵩峰等 ：耗能减震技术 的研究与进展 53 (3)摩擦 阻尼器 将几块钢板用高强螺栓连在一起，可做成摩擦阻尼器 (图3)。通过高强螺栓的顸拉力，可调整 钢板间摩擦力的大小。对钢板表面进行处理或加垫特殊摩擦材料 ，可改善阻尼器的往复摩擦性能。 1．2 耗能构件 耗能构件是指除了在结构上附加各种阻尼器外 ，通过各种构造处理 ，或将剪切耗能变成滞回环面 积较大的弯曲耗能，或用弯曲耗能取代轴变耗能，或设定构件某个部位在地震作用下，首先进入塑性 等加大耗能