工程结构减震控制

一、工程结构减震控制的概念

对高层建筑和高耸结构来说，水平荷载是主要荷载之一，并且往往起着控制作用,而对大跨度空间结构来说，竖向荷载却是主要控制荷载。水平荷载一般包括风荷载和地震荷载，这两种荷载都是动力荷载。随着高层建筑和高耸结构高度和高宽比的增大以及轻质高强材料的作用，其刚度和阻尼不断降低，在强风或强烈地震荷载作用下，结构物的动力反应强烈，很难满足结构舒适性和安全性的要求。按照传统的抗风抗震设计方法，即通过提高结构本身的强度和刚度来抵御风荷载或地震作用，是一种“硬碰硬("你强他也强,你弱他也弱":^))”式的抗震方法，它很不经济，也不一定安全，而且失去了轻质高强材料自身的优势，还不能满足日益现代化的机器设备不能因为剧烈振动而中断工作或者破坏的要求。

为了克服传统抗风抗震设计方法的缺陷，1972年美籍华裔学者姚治平首次提出了工程结构减震控制这一新方法。工程结构减震控制是由结构与控制体系共同抵御外界荷载，能动地调谐结构的动态反应，是―种积极主动的结构抗震对策。通常，结构减震控制按照是否需要外部能量驱动控制机构分为主动控制（AMD）和被动控制（PMD），半主动控制及混合控制。主动控制效果明显，但控制机构复杂，需要外加能源，控制系统的可靠性低；而被动控制技术是较早得到发展和应用的工程减震技术，构造简单，不需要外界能源输入能量，由控制机构隔离地震作用和消耗能量，达到减小结构地震反应的目的，如隔震、耗能减震和吸振减震等。混合控制是将主动控制与被动控制同时施加在同一结构上的结构振动控制形式。从其组合方式来看，可分为：主从组合方式和并列组合方式。典型的混合控制装置有：AMD与TMD相结合、AMD与TLD相结合、主动控制与基础隔震相结合、主动控制与耗能减震相结合、液压－质量振动控制系统（HMS）与AMD相结合等。二、隔震技术“隔震”，即隔离地震。在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层，隔离地震能量向上部结构传递。降低上部结构的地震作用，达到预期的防震要术,使建筑物的安全得到可靠的保证。它包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。隔震包括基础隔震和层间隔震。隔震体系能够减小结构的水平地震作用，减轻结构和非结构的地震损坏。提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性，增加震后建筑物继续使用的能力，已被理论和国内外实发地震所证实。基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离，由于隔震层的刚度很小。当地震发生时，隔震层将发挥“隔”的作用，承受地震动引起的位移运动，而上部结构只作近似平动。1.结构隔震体系的基本特征隔震体系一般具有以下基本特征：(1).足够的竖向承载力。隔震装置具有较大的竖向承载力，在建筑结构物使用状态下，安全的支承上部结构的所有荷载，竖向承载力安全系数必须大于6，确保建筑结构物在使用状态下的绝对安全和满足使用要求。(2).隔震特性。隔震装置具有可变的水平刚度，在强风或微小地震时，具有足够的水平刚度，上部结构水平位移极小，不影响使用要求。在中等强度地震下，其水平刚度较小，上部结构水平滑动，使刚性的抗震结构体系变为柔性隔震结构体系，其固有自振周期大大延长，远离上部结构的自振周期和地面的场地特征周期，从而把地面震动有效地隔开，明显地降低上部结构的地震反应。通常情况下，隔震体系上部结构的加速度反应值可降低为非隔震结构的1/4～l/12。由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度，所以，上部结构在地震中的水平变形，从传统结构的“放大晃动型”转变为隔震结构的“整体平动型”，使得上部结构在强烈地震中仍处于弹性状态，有效的保护结构本身，同时也能有效的保护结构内部装修和精密设备。(3).复位特性。由于隔震装置具有水平弹性回复力，使隔震结构体系在地震中具有瞬时自动复位功能，可满足震后的使用功能。(4).阻尼消能特性。隔震装置具有足够的阻尼，具有较大的消能能力。(5).隔震结构体系能有效保护上部结构，因此在各种生命线工程、宿舍楼、商场、精密仪器室等重要建筑中得到了广泛的应用。2.基础隔震技术基础隔震是以“软化”结构、“以柔克刚”的方式来隔离地震使结构达到抗震目的，其实质是通过降低结构刚度，延长结构自振周期来减少结构的地震反应。基础隔震技术适用面很广，尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋建筑：在高烈度地震区。采用基础隔震技术建造的房屋，可以突破现行抗震规范中对房屋层数的限制。在保证高宽比的前提下可以加高一到两层，这样可以增大建筑物的容积率。节省建设用地，提高土地利用率。近代的基础隔震技术基本上可分为两大类，即弹(粘)性隔震和基础滑动隔震。目前应用、研究较广的隔震装置有：夹层橡胶垫隔震装置；滚珠(滚轴)加钢板消能装置；粉粒垫层隔震装置；铅塞滞变阻尼器隔震装置；钢滞变阻尼器隔震装置；基底滑移隔震装置；悬挂基础隔震装置；混合隔震装置等。(1).叠层钢板橡胶支座的构造及减震原理[3]在弹(粘)性基础隔震中，叠层钢板橡胶垫隔震技术是世界上应用最广、实用性最好的一种柔性支承装置。橡胶支座由薄钢板和薄橡胶板交替叠合经高温硫化粘结而成，所采用的橡胶一般有天然橡胶和氯丁胶。氯丁胶除抗冻和弹性外，其他性能(耐油、耐腐蚀、抗老化和阻尼等)均优于天然橡胶。由于在橡胶层中加设夹层薄钢板，而且橡胶层与夹层钢板紧密粘结，当橡胶支座承受垂直荷载时，橡胶板的横向变形受到约束，使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度。因薄钢板不影响橡胶板的剪切变形，使橡胶板对任何水平方向的运动均呈柔性约束。当橡胶支座承载水平荷载时，其橡胶层的相对侧移大大减少，使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳，而且保持较小的水平刚度(仅为竖向刚度的l/500～1/1500)。并且，由于夹层钢板与橡胶层紧密粘结，橡胶层在竖向地震作用下还能承受一定的拉力，使该种支座成为一种竖向承载力极大、水平刚度较小、水平侧移容许值很大、又能承受竖向地震作用的理想的隔震装置。减震阻尼钢板橡胶支座的竖向承载力可达50～200t，竖向压缩刚度可达200～3000t/cm，它们的水平刚度较小，约为0.25～1.8t/cm，水平极限位移约为25～50cm。它们的剪切刚度是变化的，变形较小时刚度较大，中等变形时刚度最小，然后随变形的增大刚度又回升。变形过大时刚度回升，起到保护和限制侧向位移的作用。这种支座对于小震来说，结构就如同连在刚性基础上；对于强震来说，基底隔震系统一方面提供柔性滑动，另一方面可吸收大量能量，它由于局限所吸收的能量相当于临界粘滞阻尼吸收能量的35％。另外，橡胶支座具有自复位功能。根据对减震阻尼橡胶支座的不同阻尼比的要求，目前国内外主要采用下述几种不同材料制成的减震阻尼橡胶支座：=1\*GB3①.天然分层橡胶支座(MRB)普通减震阻尼橡胶支座一般采用天然橡胶或氯丁二氯橡胶制造。这种支座只具有弹性性质，本身并无显著的阻尼性能，因此，通常需要和阻尼器一起并行使用。=2\*GB3净②电.驰铅芯橡胶支座厌（续LR云B枪）醉斧在普通减震阻皮尼橡胶支座中愚部竖直地灌入露铅棒就成为铅调芯减震阻尼橡抬胶支座。灌入乱铅棒的目的：免一是提高支座滨的吸能效果，芹确保支座有适棋度的阻尼；二姨是增加支座的柳早期刚度，对安控制风反应和珍抵抗地基的微像震动有利。铅网芯减震阻尼橡印胶支座既有隔说震作用又有阻弟尼作用，因此拳，它可以单独弱地在隔震系统窜中使用，而无度须另设阻尼器付，使隔震系统钟的组成变得比抱较简单。由于类纯铅材料具有舌较低的屈服点造和较高的塑变趣耗能能力，使目铅芯减震阻尼俗橡胶支座的阻邻尼比可踏达愉2锅0精％诞～驱3坛0袖％。由这种橡朱胶支座组成的咏隔震系统作为河主导产品，已食广泛应用于国宇外的大中型桥流梁，并取得了钞良好的效果。=3\*GB3音③遥.诚高阻尼橡胶支雀座茂（稼H里D是—伯MR勾B伶）逮询这种支座采用啄高阻尼橡胶材酱料制造。高阻达尼橡胶可以通弹过在天然橡胶蒙中掺入石墨得畏到，根据石墨畜的掺入量可调掩节材料的阻尼游特性。高阻尼段橡胶也可由高扎分子合成材料腥制成，这种人快工合成橡胶不脚仅阻尼性能好瓶，而且抗劣化仗性能也极佳，惩阻尼比可达爆到龟1稠0患％悠～灵1趟5稀％。和铅芯减搭震阻尼橡胶支单座一样，高阻愿尼减震橡胶支椒座同时具备隔拘震器和阻尼器骑两方面的功能箩，可在隔震系丰统中独立使用咱。奇栽取吧娃为了能在时域标上对考虑地基泊－结构动力相静互作用的体系惭进行非线性分猜析，以基础隔哄震结构为力学浇计算模型，隔顷层层为非线性食的，见腹图崇2惑所示。图中球，孕M塘2际为上部平台的始质量寺，苍k境2烧、鹅c暗2姜分别为隔层系惑统的刚度和阻间尼磁；穷m清l患、趟k娱1义、萄c愚1昨分别为基础质姑量、地基土的嫩等效刚度和等留效阻尼系数。忧根据这个模型夕提出以下假设沾：毯(1为)障采用叠层橡胶僚隔层支座，隔饮震系统的本构立关系取等价双卸线型恢复力模役型，滨图再3许所示为隔层系喷统的恢复力特呆征拨；矮(2杯)萌实际隔震系统咏与等效刚度系绸统周期相同窃；谋(3责)撒实际隔震系统借与等效刚度系铲统阻尼自由振题动的位移包络折线相同。具隔震系统本构轻关系的确定是值计算基础隔震午结构动力响应娇的关键。在本挤研究中取等价骑双线性模型。享等价双线性模买型中忆的德k严1亡、隆k倡2地两个刚度，为急隔震系统的等贸效刚度。隔震劝系统的刚度和务阻尼比分隐别露k产和命，则通过二者至可得到隔震系镰统的等效刚羊度孙k养1论、州k迹2棒。崖(2).协印滑移隔震技术糠摩擦滑移隔震臣技术，其基本娇原理是：把建险筑物上部结构举做成一个整体戚，在上部结构殖和建筑物基础棍之间设置一个豆滑移面，允许赤建筑物在发生波地震时相对于驶基础作整体水翅平滑动。由于盆摩擦滑移作用崖，削弱了地震取作用向上部结瓶构的传递，同控时，建筑物在遮滑动过程中，家通过摩擦耗散葱了地震能量，丽从而达到减震歉的效果。堪滑移隔震技术汇与抗震相比，型具有不可比拟旋的优点春：权迅①声.烟解决了地震的困超烈度问题。销地震烈度是人乔们根据地质因莲素人为制定的贺，由于地震动烫的随机性，加球之记录地震的渴时间与地球寿喉命相比很短，述很难在地震发冈生时将地震烈取度定准，而抗锁震、减震有很救多人为对自然态的依赖性，很桨难解决超烈度桥问题。采用了坡滑移隔震技术馋后，由于地震黎超烈度变化对垄建筑物的影响言很小，如按烈壶度十度计算与些按烈度九度计慰算变化很小，案这就非常可靠粉地解决了地震犁超烈度问题。=2\*GB3异②鱼.让避开由于建筑燥物自振周期和贝地震周期接近膏而产生的共际振鸟常它采用滑隔震技抱术后，由于滑究移隔震层的作惠用，不论地震嗽波的频带与建懂筑物自振频率找如何接近，均愚不产生共振，羡从这个角度讲型滑移隔震的防稻震效果可高离达队9厚0鼻％以上。在众禁多防震技术中耀，只有滑移隔珠震技术唯一具室有不产生共振串的优点。=3\*GB3右③御.睬地震中建筑物箱的加速度放大恋问题。现有的还抗震方法中，帆由于房屋与基香础牢固地联接式在一起，地震拦作用下，建筑踏物是一个加速马度求的乘“矿放大棉器缘”府，形成所谓的裤倒三角形分布聋，对于建筑物赞十分不利。采碗用滑移隔震技置术后，在地震滋作用下，建筑软物的加速度不甘仅不放大而且仍还有所变小，帅变形相应减小脑。这对处理建盗筑物受冲撞最救厉害的底层部历位和薄弱层部搁位十分有利。=4\*GB3值④供层间剪力过大右的问题。现有宿的抗震方法，箭建筑物受到很落大的层间剪力替，特别是砌体驰结构，层间剪汗力常常是造成洋破坏的重要原威因。采用滑移郑隔震技术后，脱层间剪力仅为来现有抗震方法挣的相2珍0填％算～页3时0瓜％，极大地提断高了建筑物的敲防震能力雷。赖=5\*GB3头⑤贵楼层最大剪力秆问蓝题圣慎证在地震作用下计，采用抗震方被法时，建筑物联是否能满足最外大剪力的要求葡是验证建筑物惭能否抗震的重塔要指标。采用错滑移隔震技术错后，楼层最大俭剪力仅为采用株现有抗震方法爸下的楼层最大接剪力进的突2随0浪％截～焰4辽0最％左右，因此孔可以极大地减膝少抗水平侧向服力的强度，增春加建筑物的层链数，由此产生膀的经济效益是夹十分可观的。乎贺朗另外，采用滑参移隔震技术后锡，在地震作用昼下建筑物基本赶处于弹性状态笑，因此余震对垫建筑物的威胁胀比较小，不论种什么时间、地仓点发生地震，诚建筑物与人员寺的损失均可减巡少。秒哲兆莫济摩图班4工封滑移隔震结构这隔震层动力模汽型六符运皇寸译图秧5构不滑移隔震结构衣剪切型多自由例度串联体系动旋力模型屑对摩擦隔震系播统通常作如下董假定阳：舰1凑)拉滑移面的摩擦渔力在结构的整矩个运动过程中记保持为常量税；包2鼠)盼结构的材料为衡线弹性材料距；室3泳)揭仅考虑水平地揭震作用。在以催上假定下，系迟统可作为一具待有滑动支撑补的希n扛层剪切结构。蛛在地震作用下干，它存在两种护运动状态，一际种是不滑动态蠢，此时系统的捞基底剪力比摩恋擦力小，基础秘将与地基共同炼运姨动却,屿系统可作为基顾础固定贷的携n泄个自由度系统撒；另一种状态乳是滑动态，一尽旦基础剪力超春过基底摩擦力旦，基础就开始乎滑动，系统增五加一个自由度减，成为在基底粘承受摩擦力遣的判n撞十拘1妇个自由度系统俘。在地震作用土下，以上两种垄运动状态交替扮出苍现交.回如上贯图种5小所示。豪文鼻献庆[10醉]阳中作者给出滑头移隔震结构隔浊震层动力方程文，分析了含滑枯移隔震层的剪庄切型多自由度胸串联体系模型柔，并给出模型度的状态方程，古并利便用扔Matla预b虹提供的动态系策统仿真工腰具弹Simuli活n象k认建立了基础滑壶移隔震串联多疯自由度体系模铅型，提出了基关于够Simuli叼n疫k阅的结构滑移隔错震计算分析方溜法，并将程序兆进一步应用到黎经平移后采用启滑移隔震技术扎进行减震加固狭的江南大酒店玻工程中，验证蜂了该方法的可敏行性和可靠性奉。患却(3)隔.克基础隔震的设截防水准门兴何“咽叠层橡胶隔震订支座隔震技术未规珍程岗”遵(家报批疏稿恩)喘第罪般条规顶定律“消按本规程设计能与施工的隔震胳结构，当遭受卖低于本地区设弓防烈度的多遇拥地震时不损坏受，且不影响使鸟用功能；当遭面受本地区设防芽烈度的地震时轮，仅产生非结比构性损坏或轻徐微的结构损坏赢，一般不需修稿理仍可继续使朝用；当遭受高懒于本地区设防笑烈度的预估的秆罕遇地震时。何不致发生危及翅生命的破坏和城丧失使用功能寸。步”庙谷商装隔震结构在遭秆遇第一水准烈灰度窑(拔多遇地煮震述)魄时，建筑结构井及内部仪器设伟备处于完全正专常的使用状态议，结构可视为档弹性体系；遭瞒遇第二水准烈同度亏(而设防烈度的地扩震俱)泡时，建筑结构价及内部仪器设摔备仍处于正常辜的使用状态，涌结构基本上可抬视为弹性体系发；遭遇第三水庄准烈决度商(渔罕遇地漂震叼)雁时。上部结构择可能出现有限乘的非弹性变形辞，但不危及生焰命安全和不丧缝失使用功能，炼内部设备仪器湖也不致出现丧厚失其使用功能醋的破坏；下部唉结构不产生危似及上部结构的咽破坏，使整个冠隔震体系仍能斥保持正常工作桑。导凝上述三个水准俗的设防目标是尸通过以下设计亩实现的拾：顶收丘第一阶段设计仍是强度验算，译取第一水园准透(景多遇地披震洪)显的地震动参数喉。计算结构的骗弹性地震作用熟标准值和相应历的地震作用效她应。对隔震结煤构构件进行截纺面承载力验算栽。该阶段隔震佳层的刚度选取裁实际需要叠代脚进行。由于隔晶震层的刚度取煌值与隔震层产针生的位移相关刷，实际计算时呢先假定小震下黎位移的刚度，乱由此计算小震薯下的位移，若低与假定位移相遥差较大。则核娃计算出的位移贯取定隔震层的磁刚度进行重新葡计算，直到满址足为止。为了桌便于设计人员稠按照《建筑抗缓震绑设计规范》进弱行抗震设计。饲可以通过隔震久结构与非隔震楚结构的层间剪厦力对比确定贞的红“罢水平向减震系它数田”哨，从而进一步臂确定水平向计蔽算烈度，进行图结构截面抗震峰验算和采取构镜造措施。在确陆定水平向减震离系数时，隔震充结构层间剪力瓜值比保守地提危高点了偏I室／林0.逗7骤倍，并且剪力合对比是在多遇饿地震下进行的忍。多遇地震下糖的隔震层水平慕位移较小，水垒平刚度较大，判隔震层的隔震列和消能效果并若未充分发挥；搜当隔震结构遭妇遇设防烈度地廉震作用及罕遇峰地震作用时。胡隔震层水平位厌移较大，水平鸽刚度较小，隔菌震层的隔震和赌消能效果将得志到充分发挥。至因此，按多遇孤地震下剪力对叹比确定沸的音“热水平向减震系景数河”裙进行抗震设计鹅的隔震结构，盒其设防水准将棒高于按设防烈劝度进行抗震设堵计的非隔震结淡构。要注意的悟是，一般隔震商结构并未考虑粪竖向地震作用搅，所以，隔震炉结构的竖向地找震作用计算、为抗震验算和相辈应的构造措施菜仍需满足设防肢烈度的要求鲁。坝叔第二阶段设计棕是变形验算。融取第三水皆准勺(遍罕遇地长震紧)毯的地震动参数抚验算隔震结构扬的水平变形。台对上部结构，欧只容许出现有柳限的非弹性变旅形，其层间弹馆塑性位移角限宜值只相当于《寇建筑抗震设计核规范》对层间题弹塑性位移角悼规定限值亡的盛1捏／这3忙～溪1谁／抄6膝；而对下部结洗构，则要求满偶足层间弹性位裙移角限值的要瓶求。即下部结肆构在罕遇地震奶下仍处于弹性卧工作阶段。这主样，隔震结构咏的设防水准明敲显高于相应的控非隔震结构。钞对于隔震房屋那的设计，为了葡与建筑抗震设耳计规范相协调腿，便于广大设粱计人员容易掌只握，我国的隔治震规范采用始了亚“刚水平向减震系串数慨“互的计算概念。爽计算隔震结构尚水平地震作用趟时采用的低于恒设防烈度的烈底度指标，按多叼遇地震作用下嘱隔震房屋与非责隔震房屋层间罗剪力对比确定椅。郑“段叠层橡胶隔震鸡支座隔震技术屿规痕程碌”放(肉报批愿稿络)戴第宝缝条规定：计算咳隔震结构水平药地震作用时，焰水平向减震系购数可按下列原朗则确定：在一模般情况下，水晓平向减震系数筛应通过隔震房亦屋和非隔震房孔屋在多遇地震翁作用下各层最倚大层间剪力的乔比值确定抵。殊脖当隔震结构各即层最大层间剪饱力与非隔震结览构对应层最大特层间剪力的比掠值中的最大值特不大于欧表麻1甚中数值时，可轧按码表脸1膝确定相应水平限向减震系数；煌水平向减震系家数的取值不应现低脉于妥0.2再5老。念[4]所3.湖层间隔震技术荷层间隔震是结煮构隔震与抗震去相结合的一种支方法，它是在俊原结构上安装黎由质量和隔震蔑支座组成的耗炊能减震装置，主地震时，耗能卫减震机构吸收蜘并消耗地震能损量，从而减小唯原结构的地震讯反应。上部隔洋震部分结构对虹下部抗震部分块也具栗有器TL轻D铸作用。它的减啄震效果一般羡在腹1寺0是％迎～铜4苏0豪％之间，显然矩它的减震效果码不及基础隔震禽结构，但它可野利用结构的加耳层或原结构的普隔热层，做适合当的改建，从丈而达到减震目迎的。所以这是罢一种简单、容泄易实现的方法打，在增加少量者投资的同时，项大大提高结构狂的抗震能力，干适用于旧房加恳层和抗震加固船结构。层间隔橡震常用的支座做是橡胶支座，姨可提高弹性回恒复力。橡胶支遭座高度不宜太奏大。在上海，冷已有几栋邮电啦通讯机房采用晃这一方法进行医了加固，另有牙十几栋住宅在葛应用这一技术耗加层，几栋高拖层建筑也在采战用层间隔震方居法控制结构的枯第二据型反应那来达到减震的逝目的。某4.歼一种新型隔震钞结构体息系公—哲—秧基础隔震板片捡结构体系棋基础隔震板片控结构体系是一胶种新型隔震结慢构体系，是基低础隔震装置和笑板片结构体系造的有机结合，命如锤图奸6道所示。它采用显基础隔震装置建使整个建筑物串的自振周期显壤著增大，使得卫建筑物在地震良作用下的水平菜振动大大摆减小，从而增芦加建筑物的抗共震能力。由于尺传递到上部结释构的地震荷载丛显著减慰小青,践上部结构中可阔以不使用诊梁，而仅采用鞭剪力墙、柱和蚊大平板等构件宣来承载闸。宫菠独宴捡朱败莲耕虾欣围图集6取赞基础隔震板片此结构体系示意骨图沾绕基础隔震板片厦结构体系具有苏许多传统结构百体系所无以比赵拟的优点，特害别适用于中高赏层住宅建筑。挑(1编)网抗震性能好。瞧首先，由于基释础隔震板片结探构体系采用大奇板片楼盖代替扑了传统的梁板错结构，整个结贺构的重量大大贱减轻，对结构畅抗震十分有利躁。其次，采用雪基础隔震装置衣吸收地震能量虫，隔离地震对克上部结构的影叼响，可以使上互部结构在强烈卸地震时只产生娃很小的振动。嚷(2摆)懒施工方便快捷嫌。采用基础隔这震板片结构体首系，下部结构摇可以在现场安英装，上部结构毯构件可以工业颜化生产，运到邮现场后拼装成看整体，可以极浙大缩短工期，耗而且容易控制荷质量。蹄圣演帅(3因)俯经济效果明显餐。在上部结构挪中不使用梁，胖这样建筑物的卵空间也会大大智增加；结构的丛抗震性能好，弄将会降低地震咱作用下建筑物验的破坏程度，打从而整个结构剧的维护费用也鸟将极大地减少腹，带来良好的议经济效益。找(4漠)涛使用功能良好约。房间平面不粪受梁柱的限制贞，可以根据实乖际使用功能要侍求进行灵活布次置。由于天花戴板不受横梁阻致隔，房间内部爸视觉效果良好算。膏三耻、顷消能减震技术棍1.哗结构消能减震鼠体系的机理腾结构消能减震打体系，是把结钻构物的某些非适承重构凤件客(蛮如支承，剪力僵堵，连接件奔等胃)催设计成消能杆魄件，或在结构绍的某部位（层尾间空间，结点教，联接缝等）喜装设阻尼器（讨目前主要有：舍金属阻尼器、溜摩擦阻尼器、律弹塑性耗能器与、粘弹性阻尼迹器、记忆合金筒耗能器、粘性贿流体阻尼器和母压电陶瓷阻尼诱器等）。在凤膛或小震作用下作，这些消能构仰件或消能装置监具有足够的初阁始刚度，处于谁弹性状态，结糖构物仍具有足婚够的侧向刚度柏以满足使用要付求。当出现中翼、大地震时，揪消能构件或装脊置率先进入消摸能状态，其消饭耗的能量可占茄输入结构的地比震能量掉的土9巷0嫁％从而保护主川体结构及构件久在强烈地震中盘兔遭破坏。根久据震动台试验暮可知，消能减蛮震结构与传统捕抗震结构，其跳地震反应减轮少舌4虑0低％著～店6主0初％。经济上，货采用消能减震伍结构比采用传遥统抗震结构，质可节约造画价纳5梢％选～台1补0脖％。若用于旧厉有建筑物的耐锡震性能改造加碰固，节省造懂价观1彼0束％咐～咏6柏0嘴％捷。盈消能减震有阻明尼减震和吸能外减震两种方式趋。配2.纠阻尼减震技术休法目前常用的耗抗能阻尼器主要读分迟滞型和粘秀滞型两大类：飘迟滞型阻尼器煮与速度无关，择有摩擦型阻尼饺器、金属屈服雹型阻尼器以及剂各种类型的铅直阻尼器等；粘呼滞型阻尼器的反性能易受温度惨和加载速度的骄影响，有粘弹性性材料阻尼器忽、油阻尼器等伏。针(1)分.棋铅勾—拉橡胶阻尼器生在各种各样的秧耗能阻尼器跑中盛,普铅往—蚕橡胶阻尼器几屈乎是最理想的垮，特别能够满牢足耐久性的要柏求、它具有性呜能稳定、不受粱环境条是件及(薄温度、湿度希等违)塘影响、不需维城护、可在工厂傻大批量生产、吉能保证质量等净优点。铅－橡距胶阻尼器既可感以装在消能支徒撑上，也可以抹装在消能剪力咐墙的耗能缝中延，组成各种消奇能构件，应用质十分方便。铅浓－橡胶阻尼器赏的外形类似于痕铅芯橡胶隔晨宴垫，但内部构肿造和材料性能阔指标不同，因晶为逐铅订—浆橡胶阻尼器的尊设计要求与橡铁胶隔震垫完全看不同，橡胶隔顿震垫要求能够龙承受很大的竖秃向压力，提供竭很高的竖向刚运度，而在水平营方向则要有充燥分的柔度；添铅模—微橡胶尼器则要颂求提供一定的情水平刚度和尽蠢可能大的阻尼途，但对其竖向竿强度和刚度没录有要求，因为绍它所受的竖向好压力很小。肌文挤献刘[14使]咽通霉过妇4赶种铅芯直径仆的邻8摇个试件分别伤在挂6射种控制位移下屡的低周复水平界荷载试验，研奇究铅－橡胶阻鹰尼器的初始刚止度、屈服刚度惑以及等效阻尼璃比的影响因素向和变化规律。最试验结果表明漏，铅－橡胶阻晴尼器有较大的竟阻尼值和初始殿水平刚度，即另使在几毫米的旦水平位移下也宪有较高的阻尼港参数，是一种守理想的耗能阻佩尼器；铅－橡蒜胶阻尼器的各炸种参数除了与乳铅芯直径有关妇之外，也随剪那切变骡形钞(白即水平控制位躲移违)饿而变化。为了值保证橡胶的恢瑞复力，铅芯直活径与橡胶外径拳应满足一定的贩比例。而且得往出铅－橡胶阻印尼器有以下规韵律：努=1\*GB3辩①反.割铅芯直径越大继，阻尼器的初认始刚度越大；践并且初始刚度粒在控制位移为库土层5mm姻时最大书，源±励10mm翠时次嫁之，恼在船±瑞20mm槽之后趋于稳定荣；攀=2\*GB3斩②绪.录铅芯直径越大秃，阻尼器的屈震服刚度越大；鼠并且屈服刚度狭随控制位移而信变化，在控制统位移林为址±话5mm汉的最大凉，键±蚕10mm亦时次之，雅在裹±夸40mm诵之后趋于稳定遵；暂=3\*GB3为③俘.泰铅芯直径越大专，阻尼比越大阁；但铅芯直近径缝d柄＝施80mm洁与俘d新＝础100mm嚼两种阻尼器的线阻尼比相差不冰大，拔在控制位移婚＜丸±匀20mm怎时，前者甚至酸大于后者。各高种铅芯直径阻宪尼器的阻尼比雁在控制位移较饰小时都已经有乓较大的数值；永在控制位移敬＞艺±嘴40mm扁后，均随控制办位移的增大而马减小。磁(2)盾.有油阻尼器桂舰油阻尼器是由雾一固定缸、带渣孔活塞及活塞窃杆组成，当外抖力作用于活塞译杆端部销轴，哨活塞杆推动活打塞移动，硅油宪通过活塞上的洪小蹲孔负(胞阻尼卵孔击)纱从活塞的一侧匠流向另一侧，逮消耗了能量。成当发生地震时蝇，建筑物结构春发生振动力作滚用于消能器的凡活塞杆轴向，舱使活塞左右交腥替移动，不断羞消耗地震所产康生的能量，使闲建筑物振动绝隐对位移量减小斯，并控制在允度许的范围内，灯保护了建筑物示，达到抗震目自的。根据其阻造尼系数不同可盛分为不同规格拜和型号，北京盆站抗震加固消饱能支撑工程所挂用阻尼铝为美走国肚Taylo蓝r卧公司生产，阻怠尼力访为滤136资T堵，如豪图蛛8传所示。此钢结抱构形式为型配钢婆(求槽钢栽和顶H欠型透)盗框架加厚壁无堡缝钢管斜支撑析的三角形稳定育结构，阻尼器睛通过耳板及底眉座安装于斜支知撑和框架之间泪，框架外四焊慕有螺纹钢锚筋渔，同原结构梁连及柱的化学植旗筋连为一誓体，更增加了砖结构的稳定性狡，这样在发生闭地震时，梁和匠柱由于震动产恭生的位移正是播通过与框架之寨间的后浇梁和何柱传递给阻尼览器，使阻尼器冬产生乎拉负(服或章压组)捏力，产生阻尼美，使梁和柱的挑震动减缓、位猎移减小，使建政筑物受到最小陈程度的破坏，滔从而产生抗震领的目的茫。鹰[18]离划姜松衰图决7供：油阻尼器构疾成的消能支撑尾结构简图究渡蝴苦腐阿图我8嫁：北京站抗震剂加固消能支撑旨工程支撑安装艺北面立面图掩(3)菠.村粘弹性阻尼螺器军(VED)腾烫门蜻粘弹性阻尼器慕是由粘弹性材隶料与约束钢板煌交替叠合粘结霉而成的，是一浪种主要与速度拢相关的减振装厚置，它是通过欠粘弹性材料的斑滞回变形来减魄小结构的振动燥反应的。粘弹碧性阻尼器的至力壮—割位移滞回曲线项为椭圆形，消供能能力比与位砖移相关的消能烦减振装置强得惑多，既能用于权抗震也能用于丰抗风，并且只炊要有微小的振燕动，就能减振毅。常采用的粘介弹性消能支撑低型式施有张2意种懒：域①汤单向对角斜撑毕，如踪图湖9省所示，按尺寸符不同，咽有掌8海种编号蕉从浆A管1泛，杨A涉2肌，桃A嚷3纲，杆B,C1,C格2妈，劝C龄3针，垂C冤4夺；永②对小八角撑，如魔下废图鼓1冻0尘所示，只有一敞种编顷号届D玻。撒图巴9A岗，协B斗，萄C疗型消能支撑及露粘弹性阻尼棒器鹰(屯单位奇：刃mm)吐碌御秘阁图拔10谷D钳型消能支撑及墙粘弹性阻尼书器梯(宗单位员：福mm)第试验表明社，汉2坛种粘弹性阻尼尼器都有稳定的顷良好的动力性奉能，最大剪切洒变形幅值可纠达重29次8烛％。粘弹性材泡料的老化年限袜在宫80a设以上，由于粘耻弹性材料在阻刃尼器中被钢板膝包裹，故实际敢的老化年限还晌要大些，可以谣满足设计使用忍年限河50a博的要求。试验翅表明，当环境律温度斤在慎1挡0证～议2暖5周度范围内，激浑励频率鼓为必0.杏7嗓～刮1.5H映z述时，可取表观嫩的贮存剪切模焰量果G事’脏为灯4.蝇2三～躺6.2炕N丧／殖m烈m帐，损耗因子屿为找0.拴8糟～第1.0硬5输。粘弹性材料丑与钢板间的受拦剪粘结强度派为燥1.52手N缘／砍mm设2宣，考虑安全因录素取陆为语0.8设N乐／枯mm倡2扰，耻故坟A焰1裁、信A俱2部、槐A妹3肿、拢B改、搅C尿1弱、刃C浇2午、汽C蹄3院、麦C浅4谋、搁D厚型消能支撑的夫拉力或压力设激计值分别浙为马72疲0殃和饺40k赤N没。消能支撑允服许的轴向变形锄主要取决于粘郑弹性阻尼器的印剪切变形幅值秤，考虑到安全胆，只突取旷5我0折％，熟故寸A拴1灶、迅A拒2庸、蜻A百3驾、碎B缺、脊C危1柴、苏C帆2炉、弱C凉3派、余C葬4渠、踩D找型消能支撑允混许的受拉或受裁压变形值分别进为写1激0右和亡5mm鱼。尺文碧献廊[16富]底根据粘弹性阻芒尼材料的应凡力张—柔应变关系，推思导了粘弹性阻传尼器和人字型馆支撑的组合层供间单元刚度矩拦阵及单元控制蛛力向量；并基鲜于框架结构的块空间特性，建澡立了设置斜睬撑驴Ve榴d润框架结构在考蒙虑空间协同分浅析的基础上地偷震反应时程分率析的控制方法外；最后，应用姜该方法，对设鞋置捉Ve什d掩斜支撑后钢筋罪混凝土框架结犯构进行了结构亲地震反应时程永分析，并根据苏计算结果对其榜减震效果进行纤了分析讨论。杠(4).北物粘弹鞠性宰—甩摩擦阻尼器刮粘弹靠性尿—免摩擦阻尼器装笼置是根据粘弹茧性阻尼器和摩公擦阻尼器各自柄的耗能特点设桃计出的一种新双型耗能阻尼器锅装置，该复合要阻尼器在小震饼作用下。由粘秆弹性材料对结槐构耗能减震，晒在大终震因作用下。当粘旨弹性材料应变忘达到某一定值犬时，自动启动奴摩擦耗能装置亏，既充分发挥苍了摩擦阻尼器址的减震作用，达又避免了粘弹莲性材料的破坏忍，使结构拥有尊自适应的控制爽能力。文吃献秧[17]像涛根据新型粘弹艇性－摩擦阻尼监器的耗能特点飘和底部框架础屑体结构动力特罩性，提出通过枣对底部框架砌薄体结构设置粘蚀弹性－摩擦阻兼尼器，达到对尸底部框架砌体绝结构抗震加固美的目因的脚,尽并推导了粘弹纵性改—菊摩擦阻尼器和志人字型支撑的强组合层间单元戴刚度矩阵和控守制力向量，建盈立了设置粘弹吧性凳—轿摩擦阻尼器框掌架结构地震反习应时程分析的燕控制方法。夕3.吊吸能减震技术愈之咽一啊------扁--TM乘D蝴和茎TLD薯风吸能减震有两仓种方式：眨（帆1俊）、通过附加护的质量，弹簧蹄体系起到消耗幼地震作用的功普能或设置的专啊门的容器灌注统液体，通过晃拉动，起到耗能梅作用，主要有渐调频质量阻尼币器膜（凳TM隶D朽）和调频液体何阻尼器侧（皮TL另D锅）姐。夺（茧2盗）、结合其他肾构件兼起耗能歼作用，如设置减消能支撑、减兆震墙、制振墙勒、容损构件等骨，使结构再出洽现变形时大量门消耗地震能量茅，起到防震作纵用。酷(1)块.增调频液体阻尼互器戴(闲TLD)固艘近年来，一种网称为调频液体陕阻尼相器岂(Tuned各Liqui猫dDamp匙e降r肃，削TLD岗)泰的被动控制装著置、由于具有厘简单、经济、甜容易安装、容躬易调整水的晃搞动频率，维护绢少等特点，越颤来越受到注意刘。所作谓业TL正D椅就是利用结构蔽上固定容器中买液体的惯性和奔粘性耗能来减夕小结构振动。或通吐常婚,TL晶D顺可与建筑顶部就的储水装置结街合使用。这种澡阻尼器具有很摧多优点：经济持，基本上不增粥加或只增加很溜少的土建费用炉就可以达到减刊震的目的；简牛单易行，可方茅便地将盛水容况器放置在建筑饿物上；适合于芦短期和长期使维用；较少的维求护费用；多用泥途，利用水箱朽可同时作为供贿水装置和阻尼凯器。当建筑结辉构在风荷载或辈地震荷载作用薄下发生振动时河将带动水罐一牧起运动，而水辱罐的运动将使叉罐中的水产生脏晃动、并引起写表面的波浪，看这种水和波浪柿对罐壁的动压铺力差就构成了剃对建筑结构的收减震力。迎198叔0峡年所，终Mod摊i袍等首次提出利奇用液体阻尼器夸来抑制地面结发构物的风致失陕稳恐。索198躲4袖年旱，热Baue夜r积提出一种新的岔抑制结构物振闸动反应的阻尼施器，即利用贮省有两层互不相朴容的不同密度咳液体的矩形容传器作为阻尼器尽安装在结构上专，依靠两层液雅体交界面的运渣动产生动侧压宏力来提供减振住力。从工作原叼理上况，这两厨种液体阻尼器生都是调谐液体趴阻尼器纺。葡198商7圈年或，虽Sat雨o胜提出贝用爹TL爷D蝴控制建筑结构嚼的振动。同年黑，慕TL乒D作装置首次应用骄于地面结构五物帖—装—遇日本休的兆Nagasa捞k与i猾机场指挥塔的界风振控制。此躬后威，欢TL随D强对地面结构物宰动力反应控制反的研究引起了矩土木工程界学除者和工程设计鄙人员的广泛关粪注，目前在这降一领域已取得愁了一定的研究识成果，并开始稳付诸工程实践站、其有效性也拦得到了证实。绸调谐液体阻尼尤器主要分两类透。第一类是矩纳形、圆柱形或慕圆环形的水箱盒，第二类是一没种客U腐型形状的管状夹水箱，一般所畅说谷的沈TL株D兆是指第一类，障而把第二类称却之为调谐液体铸校状阻尼稼器谷(tuned段liqui售dClo支umnsd衫ampe志r本。简戴称登TLCD振)补。丧典通过有关结构挤实例的计算研救究，我们可以冰看到，经过适惰当设计的调频脉液体质量阻尼妇器妇(TLD稀)术可以有效地减戏小结构的风振刺和地震反应。鸟而且，从功率节谱曲线可知目，循TL午D叠对于结构的能光量耗散，主要亡集中在结构的绵基频附近，可嘴见门，电TL碑D嚷对结构的第一星振型起主要的来控制作用。冷犹调频液体质量拖阻尼欧器清(TLD任)秃作为一种被动饲控制装置，由灶于其众多优匙点业,家已成为震动控记制中的一个热窗点。虽然液体南质量阻尼器研羡究及应用时间扣不长，但已取杂得了重要的研恶究成果，其有杠效性已在实际稳结构的应用中皱得到证实。不桂过，调频液体绸质量阻尼器的充研究与应用尚斧且处于起步阶鸟段，还有许多担问题有待研究东。如建立更一爹般的既包括深龙水也包括浅水丝振荡谦的跃TL筐D罚计算模饮型愿(损因水箱有时具遭有多用位途仁)怀；进一步研刷究笑TL捞D肤多自由度体系勒在地震作用下任的特性，包括毅理论和试验研长究；实际结构灭中举用怕TL刘D白来减小地震反随应，目前尚属致空白，应加大近试点力度；开责展更加有效的业调频液体阻尼疮器的半主动控驻制装置等课题损的研究。由于场结构分析技术萍和轻质高强材芬料的发展，今复后将要兴建的烂高、柔土木工笔程结构，其高喷度将会越来越任高。因此，调邮频液体阻尼器寺一定会在土木羞工程结构的减汁震中发挥越来悉越大的作用。腹(2)怕.干调谐质量阻尼肃器起(是TMD)形TM可D脏系统就是在主径体结构上附设胀一个或多个小暗型的振动系统纳，它们都有自呈己的质量、自暗身的支承体系诵，即自复位弹卧簧与阻尼器，然将起自振频率声设计成与主体亩结构的主要自翁振频率接近或想一致时，附加把体系的振动反条应将会非常强它烈，并且会对吧主体结构产生积一个抵消外力漏作用的反向力略，起到减轻主创体结构振动的件作用。这时候宾，荣TM肾D纵就相当于一赵个滋“唐吸振漏器幻”推，将主体结构卖的振动吸收到侍附加结构上，仆以附加结构的并较大幅度的振紧动为代价，来薄消减结构的振巨动反应。挖在跑TM卷D析的设计上一般屯要圣求烫“遍吸振搏器胀”寸具有很强的变唇形能力且不发裤生破坏。锅TM折D资的质量块可以绍使用已有的水暗箱、砼块、装右铅的钢箱、环踏绕在结构外部丸的装铅钢箱、摩环形水箱等，翠其质量一般取绘结构系统总质没量皱的临1/2还0栗到下1/20询0针，一般质量块蛋质量越大，减测震效果越好。玉设计原则雹是颠TMD柱继的自振频率设双计成与主体结酱构的主要自振膊频率接近或一这致，这样就可建以确抓定跑TM收D南的阻尼系数和围弹性刚度系数观。弹簧系统可道以用普通的螺安旋弹簧或者用耍气动弹簧，弹霞簧一般要沿纵雅横两个方向安忽装或者四周都齐安装。阻尼系土统一般用油压兴阻尼器，它通惕过调节活塞面寺积、油的粘滞校度来控制阻尼董，要求阻尼系故统能够市振动萌反应减小，而庙且使质量块的句运动控制在一田定运动范围内伯，当然应该与砖弹簧系统配对谢设置。另外还身需要质量块的示支撑系统，即恒要合适选用悬蜜吊的挂钩或者帽尽量小的摩擦畅系数，保证质寺量块的运动的耕灵敏度；例如胃，支承式支撑爸系统可以用支翅承质量块的数腔个在钢板上滑钓动的液压千斤柏顶构成，用质记量块与支承钢烟板间的增设油鼓膜层来减小摩笑阻力势。苹TM答D盘的减震效果一添般只能使结构鸭振动响应下温降馆20脊%室到葵25岛%莫，对设计参数斤进行优化后能去下栽降沟1/尿3皮到慨1/法2笨。狭TM集D嘉的适用范围广适，对于高层或售其他低频长周视期的也都能适胖用，可以单独仙使用，也可以杆与基础隔震等壮措施联合使用佳。宰TM陈D洪可以用来减小沸房屋在地震作孩用下的竖向震凯动，而隔震体酒系则不能隔离落竖向振动。编(3)负.岔粘弹性条板式亦减震装灵置毁给泥神粘弹性条板式粘减震装置在大曾地震时，可以回大幅度地吸收东反应加速度，柿减小建筑物的烤晃动强度，以每保持震后建筑涉物内部的使用苹功能。这种减艺震装置被设置铺在建筑物的外糠围和内部梁柱漂构成的框架歌内青(蚂如涌图狮1班1瞧所巾示秘)蛮，并按八字形煮分开组装。这技种装置在地震苍与风荷作用下兵，加在建筑物拨上的振动能量驳，即被粘弹性牙体集中吸收，猛因而能降低建丙筑物强烈摆动巴的危害菠。雅图音11殖拐粘弹性条板式舒减震装置与应扶用厅铁半想够祸图病12逢炮粘弹性减震装绑置结构示意图跨壤倍图夺1喜2乘示粘弹性减震术装置是日本鸿悔地司开发的一辅种粘弹性条板野式减震装置，坐由节5屠块钢板叠合构腐成，在钢板间幕的远隙内，填入橡华胶条粘弹性体验。条板式粘弹嫂性减震装置由芝钢板与粘弹性醋体相间叠合而大成。粘弹性体换按功能与使用歪要娇求可分为高衰恳减性橡胶系与坡橡胶沥青系两珍种，前者用于赵温度变化大的附建筑物外围，衬后者则用于受虚温度变化影响亚小锈的建筑物内部融。鸣伯根据试验研究恶，其主要优点鸟是：与同类产闷品相比可降低衰成赤本庙1沟／顽2骡～诱1搜／充3凳；具有很高的饲减震性能，大惰地震时，可使现建筑韧的振动围强度降惭低则5秤0哈％，能防止室脖内家具杂物等镇移动和倾倒，当对中小型地震顽和风荷载更能蹄适应；安装方普法简易，可在鼓结构施工、安良装框架时同时卧进行，作业效暂率高。处4.圈吸能减震技术束之屑二扔——专消能支撑孝(1郑)呜塑性消能支撑飞（即钢材受弯民屈服型消能支暗撑，即耗能框即支撑）逗利用小钢护框吓(蓬圆的或方献的膏)蛋的塑性弯曲变驼形来消能，如素图脱1废3助所示。前苏联水学者做过这方悲面的研究，我衬国学者也作过价这种消能支撑渴的试验研究工夕作。这种消能军支撑的耗能性营能好，但更换年或维修较为不锄便。休交图纠13碑测耗能框支撑简鞠图愉驾屯杏图谢14该返摩擦阻尼消能犹支拾撑养吴咱图转15突诉摩擦剪切铰消宿能支节撑甘令着图峰16久业铅－橡胶阻尼只消能支撑轮扒(2用)泪摩擦阻尼消能决支笋撑世抢躁由摩擦阻尼器秃构成的消能支狗撑振萄最简单的摩擦愁阻尼器是由三通块钢板组成。甚中间一块沿支峰撑轴线方向开壁有条形滑移槽咬，上、下两块渗钢板钻有普通贸螺栓孔，采用重高强螺栓将三肾块钢板连成一肌整体，这就是碍消能节点。这伴一部分再与支静撑其它部分相负连。文身献些[26沙]殿作者设计讨论顿了一种摩擦型腾滑动消能支撑醉，在试验基础严上，对其工作驰机理进行了初倦步探讨，分析危了其修复力特烧性及其影响因勾素。试验表明味，这种摩擦消彼能支撑与普通领支撑相比，能殊够耗散较多的配能量，而且支钩撑中应力始终极保持在可控制讲的弹性范围内央。在增加结构径延性和消耗能塘量等抗震特性播方面，这种消灶能支撑是很有假效的。敢加拿大写的五Pal如l扔研究姻的蛋Pal已l安阻尼器消能支后撑（又称交叉妙板式摩擦阻尼谣器构成的支撑简），支撑中间版有一个小方框隶，方框四角为盒铰结，框内四报条斜杆交于中拉点（即将两个也摩擦阻尼器交艇叉设置在一个历矩形小框中）赶，在中点处用仆高强螺栓夹紧黄，如道图剂1慨4遥所示。它不仅厨能保证摩擦阻乞尼器的变形要潜求，还可以保也持房屋向左向楼右振动时的对倚称性，同时可洁避免支撑杆受遗压屈曲。怖(赴3引)排摩擦剪切铰消犯能支饼撑忘且（我199蜜1伟年研制成功闹）康乡如陈宗明等的麻研究成果（文休献的[20疏]殃），见上绒图悟1脆5热。揪(4储)幅油阻尼器消能铲支撑脑把油阻尼器装抬在斜撑上，利判用油的粘滞阻厌尼来消能。葡(5悉)邮铅价—确橡胶阻尼消能墓支撑，迈如瓶图薯1贫6禁所示详。评(答文精献诸[14])舍(6士)党复合型摩擦消猛能支撑产（廊199勉5煤年研制而成机）城[19]煌惩因上述各型摩股擦消能支撑兼寸有滑动摩擦和若转动摩擦，故什称之为复合型业摩擦消能支撑牵。这种摩擦消幕能支撑能最大趣眼度地提高摩层擦消能的效率医。同时，由于她利用了小方框便机构，使得当名一个方向受到遇挤压时，另一进个方向就被迫弃伸展，这样受晒压斜扦屈曲后盆在支撑反向受京力时能马上进乌入受拉状态，揭得以伸直，大苏大减小了空档岁的出现。强震纱发生时，复合玻型摩擦消能支邪撑主要经历三拾个工作状态：=1\*GB3饥①颗.伏弹性状交态扮塌司当水平荷载较刃小时，斜拉杆翁和斜压杆均处臂于弹性状态，析机构节点不转活动，方框保持围方形，如诚图长1灾7攻所示约。哪=2\*GB3兆②糠.采斜压杆屈曲状忌态摧丢横为了有效利用谣杆件的承载力同，四根斜杆均辨按拉杆设计。底随着水平荷载劝的增大，斜压辨杆进入屈曲状闻态，但斜拉杆心仍处于弹性状灵态。如秋图糖1励8枝所示。=3\*GB3谢③明.死消能状关态持迹两随着水平荷载酿的继续增大，圈斜拉杆的应力很不断增大，在家斜拉杆屈服前峡，消能节点转沃动，开始消能田；同时，方框朵内沿斜拉方向禁产生滑动，使蒙方形的机构变积成菱形，惜促使斜压杆也僚产生滑动，并弱由弯曲状态逐男渐伸直。如碍图躺1鲜9彼所示。甘棕耍础沾图复1耍7盈复合型摩擦消示能支撑弹性状锋态济戏知图揉18再爹斜压杆屈曲状吨态边饮泄得图宿19爷喊消能状榜态凳踩阶谷文虑献渐[19毒]碧详细介绍了复盗合型摩擦消能己支撑的研制（醉介绍了七种支贫撑构造型罢式守,距型喂、戚I厉型式、杆I碎a楼型、=2\*ROMAN项II羡型、=2\*ROMAN筛II援a常型、=3\*ROMAN埋III害型、=3\*ROMAN枯III蹈a禁型）和试验情长况，并且讨论偏了该种支撑的择动力分析方法黑。文厨献忽[21升]萝介绍了装有复爽合型摩擦消能醉支撑的钢框架堆模型的地震模止拟振动台试验土。文岂献令[22]册临提出了=2\*ROMAN甚II茄型的另一种改临进型，称之为=2\*ROMAN法II仰b坟型，通过全面蕉分析和计算陵了鞠I悦。型和=2\*ROMAN准II绍b夸型两种摩擦消献能支撑装置在衬各种变形状态勿下的单元刚度瞎矩阵，并且文洋中建立的爽型和=2\*ROMAN汽II色b听型两种摩擦耗牙能机构的力学宫模型和滞回模养型，可进一步变用来进行消能另减震结构体系等的地震时程分出析。文策献是[23][2油4]夺跃运用非线性规疤划中的复形法盟，对消能支撑冈结构中消能支傅撑进行了优化换，编制了适用诞性较好的计算笔机程序，并以辩一贝个隶6获层钢筋混凝土址框架作为算例仔，给出了在不手同层间位角限重值下的优化结吐果。文傲献躬[25侵]极讨论了=2\*ROMAN壮II懂b巡型摩擦消能支很撑的弹塑性本抗构关系的简化望模型，对层间效剪切型的框架耕结构作基酒于马Newmar叶k攻－烦法的芹弹塑性动力时源程分析境，设计了那非线性动力时插程分析休程妇序疫FEDBA虎P扮，在此基础上辰，对六层钢框父架结构模型输渔入四个不同地西震动欲，侨FEDBA绸P渣分析的结果表除明：摩擦消能徐支撑钢框棍架端(FEDBF衫)棕比抗弯钢框劳架校(MRF痒)俱的地震作用明存显降低，尤其茂在强震作用下针效果更加显著害，最大位移反途应减少镇约志4绸0输％缝～烘6各0扬％，顶层加速卫度放大系数减司小肿约鞭4廊0锁％削～兵5副5懒％。根删据粘“裕高钢规钱程带”宾，钢结构层间棒弹性和弹塑性市位移角限值分诚别英为拦p洲＝研1/25罢0芳和葱p昼＝哭1/7避0丙。经验算，该渐钢框架不设置穴摩擦消能支撑宏时牵(鱼即贫MRF且)素满足层间弹性茂位移要求，但士不满足层间弹未塑性位移要求慧；而设置摩擦剥消能支撑敞时鹊(像即沫FEDBF胖)然则不但满足层淘间弹性位移要谱求，同时亦满涝足层间弹塑性窑位移要求。矛复合型摩擦消邪能支撑具有如句下优点：=1\*GB3瞧①营初始刚度大；=2\*GB3糊②埋当水平力反向皆时支撑空档小叨，支撑的滞回惩曲线饱满，耗较能能力大；=3\*GB3各③杰多次荷载循环抵后，滞回曲线夜无退化现象；=4\*GB3煌④雅构造简单，容蛾易加工，造价咬便宜，易于在扁实际工程中应巩用；=5\*GB3俗⑤倍耐久性好，不雹需维护。惊（偏7薯）璃.润偏交耗能支撑财争偏心支撑钢框牺架是一种相当兰有效的抗震结丧构体系。偏心郊支撑框求架告(EBF百)昂充分利用了支公撑与柱、或支颠撑与支撑之间读的梁段形成耗占能梁段，是一慢种非常刚劲的离结构体系，具擦有极好的耗能维能力以抵抗大跌的地震影响，视还可保护支撑薪斜杆免遭过早扁屈曲，相应地厦延长和有效地向保持结构抗震膜能力的持续时销间，且可有效既地节约钢协材铅(滋比中心支撑框态架轻汽约默2鄙0质％，比纯弯框嚼架轻约呼3售0恐％云)冠。因此可以说掌，具有耗能梁因段的偏心支撑玻框架兼顾了抗绸弯框架和中心长支撑框架的优传点。它通过连怨杆席(战如受图哗2搂0拒所捡示胶)杂的屈服和塑性燕变形发展消耗腊地震能量。连榜杆正常工作时肃，偏心支撑和葡框架锭的受力分应小于其承载辛力，因此偏心最支撑钢框架的稍设计原则为：凡在使连杆达到舒其设计承载力辱的外荷载下，逝支撑和柱的受训力应是达到其制设计承载力的助多少分之一；起或支撑和柱的脑设计承受外载祖能力应为连杆多设计承受外裁镇能力的多少倍页。榴从内力分布趟图娇2驴1毛中可知，耗能化梁段在水平力汽作用下将承受鼠高的均布剪力筐、高的杆端弯铃矩及较低的轴食向荷载，同时粥在耗能梁段以屿外的梁也承受困了较大的杆端更弯矩及轴向力竿。对于长度较霉小的耗能梁段纠，随着水平荷腰载的增加，在制杆段弯曲破坏美之前，往往在伞梁段内产生剪讯切铰，形成剪织切梁段；对于烂长度较大的耗蛇能梁段，其端草部的弯矩值较蒙大，在梁段剪驴切屈服前将产召生弯曲屈曲。奏国内外的一些落资料均珍把航e<1.6M纸p/V衣p谷的梁段称为剪牢切型梁秤，架e>1.6M馋p/V残p肉的梁段称为弯煤曲型耗能梁具段常(M繁p还为梁段塑性抗寸弯强度进，尾V丑p停为抗剪强商度傲)花。从内力分布场可知，剪切型禽梁段由于剪力唉分布均匀，如涛不考虑局部高监应变，一旦形出成剪切塑性铰虎，该铰的分布德范围将很大，很甚至充满整个蒸梁段。也就是说说，剪切型梁灰段具有非常好钞的变形能力，否因而可以耗散匙更多的能量。器文冠献依[27童]撕将以试验和统尊计为基础，用循可靠度理论确桃定了偏心支撑陵钢框架的设计龄原则要。仪EB晓F趁的设计，是根科据在耗能梁段鞋外，框架基本正上处于弹性阶林段的设计思想我。在极限荷载伪下，消能梁段蜂要出现非弹性抓变形，表现为剥极好的延性和注耗能能力。规都范规定，要保限证粱、支撑、忌杆及其连接处童于删弹破胃玉性，而消能粱趟段保持稳定。搅在大震作用下枕，消能梁段可复出现永久性变袍形和损坏。设柿计翠EB懒F确时有三个变量蜡：支撑形状、旬消能梁段的长应度和消能粱段雁的截面特性。光当这几个参数煎确定后，框架江设计的其它方徒面可按对上述嫩三个方面影响尾最小的原则来安完成。钳文啊献搬[28负]捉试验了五榀试干件，比较了三悠种支撑形式：饱单斜支撑、斜铃交叉支撑脱、舰k反型支撑，在试踏验过程中考虑特连系梁的剪切爬斜裂缝影响，起以及支撑梁、览校材料非线性筹、节点区锚固遇钢筋的粘结滑冤移等因素，对唱偏心支撑钢筋犁混凝土框架进填行了非线性分露析，分析结果植表明：=1\*GB3耳①瓦与纯框架相比深，粘结滑移对哈偏心支撑框架哄的变形影响减巾小，但同样使著承载能力略有愿降低。=2\*GB3半②孙P觉-敏△伯申效应也较普通帝框架影响减小臣，仅在进入下锯降段支撑开始票屈服冷后昂P倍－炒△自乐效应影响才较里为明显。=3\*GB3鞋③铜当结构梁柱内咳形成的塑性铰垄数目使结构成鲁为机构时，结繁构的承载能力泽及变形均未达雄到极限