建筑物隔振减震

抗震(kàngzhèn)与消能减震控制技术

1精品资料目录1.高层及复杂结构抗震技术2.高层及复杂结构隔震技术3.高层建筑(ɡāocénɡjiànzhù)消能减震技术4.展望2精品资料3结构传统抗震设计(shèjì)设防目标设防目标--小震不坏(结构(jiégòu)不损坏)中震可修(结构(jiégòu)可损坏,可修复）(内部设备可能损坏)大震不倒(结构(jiégòu)破坏,但不倒塌)(内部设备可能已毁坏)现行规范,在设防烈度内(或稍超过),已证明能实现上述目标!但仍存在下述问题:精品资料4结构(jiégòu)传统抗震设计存在问题(1)安全问题:“基本烈度”不确定性,突发超强大地震?难于控制结构破损程度,难保证不倒塌!(2)适应问题:只要求在设防(shèfáng)烈度内保护结构未保护生命线工程:内部设备,仪器(3)经济问题:硬抗地震,断面大,刚度大--地震作用大7度增加3-8%,8度增加10-25%,造价!9度增加20-40%(4)建筑复杂导致破坏:不规则平面---扭转破坏不规则立面---层间剪切破坏精品资料传统抗震(kàngzhèn)结构的震害后果1.超烈度地震时,严重破坏或倒塌2.设防烈度地震时,结构仅损坏,未倒塌但非结构构件或贵重装修严重破坏,难以(nányǐ)修复3.设防烈度地震时,结构可无损坏但房屋内部设备,仪器或贵重物品掉落,破坏可能导致城市瘫痪,社会灾难4..强风作用下,舒适度未能满足要求5精品资料高层房屋破坏(pòhuài)智利大地震2010.2.27

烈度超预期M8.8死507人6精品资料7高层房屋中震破坏(pòhuài)512汶川地震

房屋受损,貌似完好,但很难修复主体结构破坏(pòhuài)轻微,但装修严重破坏(pòhuài),修复难精品资料8

中小震房屋基本(jīběn)完好,

内部设备仪器摔倒,功能中断512地震

1机场控制塔,供电系统,调度中心地震中振动摇摆剧烈，仪表、控制设备损坏(sǔnhuài)2.震后机场关闭17小时,损失极大,后果严重.生命线系统:医院,机场,政府指挥中心,救灾指挥中心,消防,电讯,电视大楼,交通枢纽,城市瘫痪,救灾受阻,损惨重失精品资料95.21地震通信大楼建筑轻微(qīngwēi)损坏,

但设备掉落毁坏,通信中断,救灾指挥瘫痪精品资料10国内外大地震(dìzhèn)的经验教训1.目前地震预测及设防烈度存在不确定性。灾难性大地震，多发生在低烈度区1976唐山大地震6度→11度,历史上无大地震1995日本神户属“低烈度安全”区,0.3g→0.6g（80年来相对平静，千年未遇大地震）2.地震中直接(zhíjiē)伤亡，大多是房屋倒塌造成，要考虑提高我国抗震设防标准.3.现代建筑屋要求双保护——结构和内部内部设施4.目前要求大面积提高抗震设防标准

精品资料11建造强地震中安全(ānquán)房屋的技术对策◎安全(实发强地震,不坏,不倒)◎适用(保护结构及非结构构件、装修及设备仪器)◎经济(不能太贵)新技术方法：结构减震控制(kòngzhì)

隔震消能减震调谐减震主动控制(kòngzhì)半主动混合控制(kòngzhì)精品资料2.隔震技术(jìshù)隔震和耗能减震是建筑结构减轻地震灾害的新技术、新方法和新途径。所谓隔震即立足于“隔”，利用专门的隔震元件，以集中发生在隔震层的较大位移为代价，阻隔地震能量(néngliàng)向上部结构的传递，使建筑物有更高的可靠性和安全性。精品资料传统抗震方法的不足以及(yǐjí)隔震技术的发展传统的建筑结构设计时虽然采取(cǎiqǔ)严格的设计，但在遇到超过设计所能抵抗的大地震时，仍不能保证建筑结构的安全。隔震设计是指在房屋底部设置由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期的防震要求。隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右。精品资料传统(chuántǒng)结构抗震和基础隔震结构示意图精品资料隔震技术(jìshù)的效果明显有效地减轻结构的地震反应确保安全降低建筑物造价(zàojià)震后修复方便精品资料3.消能减震(jiǎnzhèn)技术16精品资料17我国减震阻尼(zǔní)装置的应用1.金属(jīnshǔ)阻尼器减震技术(成熟)2.油阻尼器减震技术(成熟)3.屈曲约束支撑(成熟)4.记忆合金减震技术(意大利,历史文物加固)5.高层结构新型消能伸臂桁架减震技术(带油阻尼器的伸臂桁架,ARUP)精品资料18油阻尼器支撑(zhīchēng)精品资料19油阻尼器应用(yìngyòng)

精品资料消能伸臂桁架(héngjià)模型消能伸臂桁架的典型(diǎnxíng)布置高层结构消能伸臂桁架减震技术(示意图)

20阻尼器竖向布置阻尼器耗能精品资料0.6g时伸臂固定和伸臂端加阻尼器模型(móxíng)结构层间位移对比图21消能伸臂桁架结构(jiégòu)试验结果结构(jiégòu)层间位移精品资料消能伸臂桁架结构(jiégòu)的优点和初步结论优点(yōudiǎn)：①既能抗风又可抗震；②通过增加结构的附加阻尼(6-10%)，从而减小结构的侧向动力响应；楼层加速度和位移减小20-40%③对比传统消能结构，所需阻尼器数量少可大幅降低造价；④减震装置质量轻,不占用空间,增加使用面积

是一种较经济可行的结构形式

22精品资料234.展望(zhǎnwàng):隔震建筑的技术经济特点隔震结构对比传统抗震结构：1.大地震时安全:隔震结构地震反应降为1/4-1/10,（安全度提高4-10倍）超烈度(lièdù)大地震中成为安全岛大震不坏2.双保护对象,生命线工程:保护结构,也保护室内设备仪器,使用功能不中断3.结构在大震时基本保持弹性:地震时结构基本保持弹性,保护非结构构件4.建筑设计自由:适用于规则结构,也适用于非规则结构平面不规则—学校,医院,住宅等立面不规则—办公大楼,指挥中心,机场,车站等5.耐久性好,使用寿命长于100年6.结构造价不高：5%,约150-200元/M2建筑面积精品资料24抗震,隔震减震(jiǎnzhèn)技术未来要求

①从国家层面大力推广建筑隔震减震技术在地震高烈度地区，特别是在学校、医院等重要建筑工程中的应用；