9 结构隔振、减震设计及制振技术.pdfVIP

9.结构隔震、减震设计与制振技术 1 9.1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。 2 9.1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。 3 9.1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。 4 9.1概述 隔震 – 采用某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改变 地震动对结构的动力作用，使建筑物在地震作用下 只产生很小的振动，这种振动不致造成结构或设施 的破坏。 – 隔阻剪切波向结构的传播，限制输入结构的能量， 从而保障结构在地震时的安全。 5 9.1概述 减震 – 把结构某些非承重构件，如节点和连接处装设阻尼 器。 – 当轻微地震或阵风脉动时，这些消能杆件或阻尼 器，处于弹性状态，以满足正常使用要求。 – 在强烈地震作用下，这些消能杆件和阻尼器进入非 弹性变形状态，产生较大阻尼，消耗输入结构的能 量，避免主体结构进入明显塑性状态，保护主体结 构在强震中不发生破坏。 6 9.1概述 制振 – 被动控制 在建筑物某部位设置附加子结构,原结构承受地震引起振 动时,子结构质量块向原结构施加反向作用力，使原结构 振动反应迅速衰减。 这种方法改变原结构体系动力特性，降低结构动力反应。 无需支持系统工作的能源装置，也称无源控制技术。 – 主动控制 利用外部能源，在结构振动过程中，瞬时改变结构的动力 特性并施加控制力以衰减结构反应的控制系统。 7 9.1概述 结构隔震、减震和制振方法的优点 – 大幅度减小结构所受地震作用。 – 大大减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构 件不受地震破坏，从而减小震后维修费用。 – 对于一些特殊结构 （核工业设备，高精度加工设 备）只能用隔震，减震的方法来满足抗震要求。 8 9.2结构隔震设计 9.2.1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 与基础顶面分开， 限制地震动向结构 物传递，降低上部