防灾减灾复习概览.ppt

土木工程抗灾减灾与各种灾害之间的关系 地震：提高烈度，隔震减震等措施 洪水：防洪，泄洪 滑坡，泥石流：锚索加固，挡土结构 核泄露：安全壳 战争：人防工程 火灾，爆炸：建筑结构防火，防爆墙 旱灾：渠灌引水（南水北调，东水西调工程，渡槽，渠道等） 海啸飓风：防波坝等，结构抗风 土木工程防灾减灾的主要内容 土建工程防灾规划 土木工程结构抗灾理论 土木工程结构防灾，抗灾技术理论及其应用 土木工程减灾技术 结构灾后检测与加固 3 结构减震控制的分类 被动控制——不需要外部能源输入 基础隔震 耗能减震 主动控制——需要外部能源输入提供控制力 控制系统由传感器、运算器和作动器组成 缺点：造价昂贵，所需巨大能源在地震时无法保证 半主动控制——可调参数的被动控制装置 不需要很大外部能源输入 由最优控制策略调整参数 智能控制——采用智能控制算法和智能驱动或智能阻尼装置为标志的控制方式 混合控制——不同控制方式相结合的控制方法 第2章 结构隔震 2.1 结构隔震的原理与隔震结构的特点 2.1.1 结构隔震原理及基本特性 设置隔震系统形成隔震层，延长结构的周期，增加结构阻尼，使结构的加速度反应减小，位移集中于隔震层，上部结构的振动接近于刚体，相对位移较小，结构基本处于弹性工作状态，不产生破坏或倒塌。 隔震结构的基本特性 承载特性 具有足够的竖向刚度和强度以支撑上部结构的重量。 隔震特性 具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系的水平位移极小，不影响使用要求；而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系。 复位特性 地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常使用要求。 耗能特性 隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从而降低上部结构吸收的地震能量。 2.3 基础隔震结构动力反应分析 2.3.1 单质点基础隔震体系结构动力分析 隔震结构动力分析模型 加速度反应分析 动力方程 求结构体系的加速度反应 ，可采用转变函数的方法。设结构体系的动力反应转换函数为H(ω)；地震地面的场地特征频率为ω ；地面地震加速度 ，则隔震结构地震加速度反应 把 及 代入式（2-1），经过整理归纳，可得到隔震结构体系的动力反应转换函数为： （2-1） （2-2） Ra是设计计算和控制隔震结构的隔震效果的重要基本公式。将式（2-2）或（2-3）整理后可得到隔震结构阻尼比的计算公式： 物理意义：地震时隔震结构的地震加速度反应与地面地震加速度之比值。反映隔震结构对地面地震加速度的衰减效果。 定义：加速度反应衰减比Ra （2-3） （2-4） 隔震结构位移反应分析 采用转换函数求得隔震结构体系的位移。设隔震结构体系的动力反应转换函数为G(ω)；地面地震加速度为 ；则隔震结构的地震位移反应为 。经过整理归纳，可得到隔震结构体系的位移反应转换函数： 式（2-7）是计算地震时隔震装置水平位移的最大绝对值的基本公式。 （2-5） （2-6） （2-7） ｜Ds｜ 值的大小与地面加速度反应、场地的特征频率、固有频率比ω/ωn 、以及隔震装置的阻尼比ζ等参数密切有关。一般可通过调整隔震的阻尼比值来减少隔震结构的位移值。 现定义Rd为隔震结构位移反应放大比。 Rd：表征隔震装置位移放大效应的指标。当场地特性（ω）与隔震装置的刚度特性（K或ωn）已定时，可通过增大隔震装置的阻尼比ζ来减少隔震装置的水平变位。 （2-8） 2.3.2 多质点基础隔震体系结构动力分析 多质点平动体系结构动力分析模型 多质点平动体系基础隔震结构地震反应方程 设结构频