第六章_橋梁減隔震設(shè)計

1、隔震減震與結(jié)構(gòu)控制初步隔震減震與結(jié)構(gòu)控制初步 第六章第六章 橋梁減隔震設(shè)計橋梁減隔震設(shè)計 第六章 橋梁減隔震設(shè)計 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 6.2 6.2 隔震的原理與方法隔震的原理與方法 6.3 6.3 減震的原理與方法減震的原理與方法 6.4 6.4 結(jié)構(gòu)主動控制初步結(jié)構(gòu)主動控制初步 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 產(chǎn) 生 傳 遞 引 起 震源 地震波 建筑物所在場地 結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng) 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 地震位移反應(yīng) 地震剪力 小 大 小 大 地

2、震 內(nèi) 力 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 地震動作用下結(jié)構(gòu) 位移過大,實踐上 的困難 延性延性 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 剛性結(jié)構(gòu)體系 反應(yīng)接近地面地震運(yùn)動 一般不發(fā)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞 導(dǎo)致材料的浪費(fèi) 柔性結(jié)構(gòu)體系 減少結(jié)構(gòu)物的剛性 避免結(jié)構(gòu)與地面運(yùn) 動發(fā)生類共振 減輕地震力 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 “延性結(jié)構(gòu)體系延性結(jié)構(gòu)體系” 基本要求基本要求 實現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)體系 設(shè)計是工程師所追 求的抗震基本目標(biāo) 適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度與強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入非彈性狀態(tài)后仍具有較大的延性 通過塑性變形消耗地震能量 “壞而不倒壞而不倒

3、” 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 當(dāng)?shù)鼗玖叶鹊卣?建筑物 可能進(jìn)入非彈 性破壞狀態(tài) 裝修與內(nèi)部 設(shè)備破壞 延性結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu) 被動抵御地震作用 作 用 導(dǎo) 致 巨大經(jīng)濟(jì)損失 某些生命線工程損失更 是難以估量 延性結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用也 有一定的局限性 隔震、減震、隔震、減震、 制振技術(shù)制振技術(shù) 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 隔震隔震： 地震動結(jié)構(gòu) 隔離裝置 隔開 減小結(jié)構(gòu)振動 主要方法主要方法 基底隔震 懸掛隔震 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 香港匯豐銀行（懸掛隔震）

4、南加州大學(xué)醫(yī)院（隔震結(jié)構(gòu)） 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 減震減震： 地震結(jié)構(gòu)減輕結(jié)構(gòu)振動 耗能裝置或附加子結(jié)構(gòu)(如調(diào)頻質(zhì)量如調(diào)頻質(zhì)量TMD） 耗能 主要方法主要方法 耗能減震 沖擊減震 吸振減震 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 主動控制主動控制（狹義的制震技術(shù)） 自動控制系統(tǒng) 施加控 制力 地震結(jié)構(gòu)減小結(jié)構(gòu)振動 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 研究、探索并部分應(yīng)用 于工程實踐的時期。 隔震技術(shù)實用階段 減震 制振技術(shù) 10 橋梁減隔震設(shè)計橋梁減隔震設(shè)計 10.1 一

5、般規(guī)定一般規(guī)定 10.1.1 本章給出的是橋梁減隔震設(shè)計的原則。本章給出的是橋梁減隔震設(shè)計的原則。 10.1.2 滿足下列條件之一的橋梁，可采用減隔震設(shè)計：滿足下列條件之一的橋梁，可采用減隔震設(shè)計： （1）橋墩為剛性墩，橋梁的基本振動周期比較短；）橋墩為剛性墩，橋梁的基本振動周期比較短； （2）橋墩高度相差較大時；）橋墩高度相差較大時； （3）橋址區(qū)的預(yù)期地面運(yùn)動特性比較明確，主要能量）橋址區(qū)的預(yù)期地面運(yùn)動特性比較明確，主要能量 集中在高頻段時。集中在高頻段時。 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 10.1.3 存在以下情況之一時，不宜采用減隔震設(shè)計。存在

6、以下情況之一時，不宜采用減隔震設(shè)計。 （1）地震作用下，場地可能失效；）地震作用下，場地可能失效； （2）下部結(jié)構(gòu)剛度小，橋梁的基本周期比較長；）下部結(jié)構(gòu)剛度小，橋梁的基本周期比較長； （3）位于軟弱場地，延長周期可能引起地基和橋梁共振；）位于軟弱場地，延長周期可能引起地基和橋梁共振； （4）支座中可能出現(xiàn)負(fù)反力。）支座中可能出現(xiàn)負(fù)反力。 6.1 6.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想的演化與發(fā)展 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.1 6.2.1 隔震原理隔震原理 隔震 基底隔震 懸掛隔震 結(jié)構(gòu)物地面以上部分 隔震層隔開 限制地震動向結(jié)構(gòu)物的傳遞 固結(jié)于地基中的基

7、礎(chǔ) 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.1 6.2.1 隔震原理隔震原理 圖圖6.1 隔震原理隔震原理 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 基底隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意: (1).在滿足必要的豎向承載力的前提下，隔震裝置的水平剛度應(yīng)盡可 能小，以使結(jié)構(gòu)周期盡可能遠(yuǎn)離地震動的卓越周期范圍 (2).保證隔震結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)作用下不致有太大的位移。 通常要求在隔震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)底部安裝風(fēng)穩(wěn)定裝置或用阻尼器與隔 震裝置聯(lián)合構(gòu)成基底隔震系統(tǒng)。 6.2.1 6.2.1 隔震原理隔震原理 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.2 6.2.2 隔震分析模型隔震分析模型 隔震建筑系統(tǒng) 動力分析模型

8、 單質(zhì)點模型 多質(zhì)點模型 空間分析模型 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.2 6.2.2 隔震分析模型隔震分析模型- -單質(zhì)點模型單質(zhì)點模型 g xmkxxcxm 動力平衡方程: 結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量； 隔震層的阻尼系數(shù)和水平剛度； 上部簡化剛體相對于地面的加速度、速度與位移； 地面加速度過程。 m kc, xxx, , g x 上部結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度遠(yuǎn)大于 隔震層的水平剛度 上部結(jié)構(gòu)近似為 一個剛體 單質(zhì)點模型 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.2 6.2.2 隔震分析模型隔震分析模型多質(zhì)點模型多質(zhì)點模型 隔震層 簡化 N i ih KK 1 等效粘滯阻尼比計算式為： h

9、N i ii eq K K 1 水平剛度為k 阻尼系數(shù)為c 結(jié)構(gòu)層 隔震支座數(shù)量 第i 個隔震支座 的水平動剛度 第 i個隔震支座的 等效粘滯阻尼比。 水平動剛度計算式為: 圖6.2 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.2 6.2.2 隔震分析模型隔震分析模型 隔震裝置 隔震層以上結(jié)構(gòu) 的水平地震作用 有效降級 采用水平向減 震系數(shù)的概念 反映這一特點 層間剪力最大比值0.530.350.260.18 水平向減震系數(shù)0.750.500.380.25 層間剪力最大比值與水平向減震系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系層間剪力最大比值與水平向減震系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系 水平向減震系數(shù)不宜低于0.25，且隔震結(jié)構(gòu)的總

10、水平地震作 用不得低于非隔震結(jié)構(gòu)在6度設(shè)防時的總水平地震作用 10.2 減隔震裝置減隔震裝置 10.2.1 常用的減隔震裝置分為整體型和分離型兩類。常用的減隔震裝置分為整體型和分離型兩類。 10.2.2 目前常用的整體型減隔震裝置有：目前常用的整體型減隔震裝置有： （1）鉛芯橡膠支座）鉛芯橡膠支座 （2）高阻尼橡膠支座）高阻尼橡膠支座 （3）摩擦擺式減隔震支座；）摩擦擺式減隔震支座； 10.2.3 目前常用的分離型減隔震裝置有：目前常用的分離型減隔震裝置有： （1）橡膠支座）橡膠支座+金屬阻尼器金屬阻尼器 （2）橡膠支座）橡膠支座+摩擦阻尼器摩擦阻尼器 （3）橡膠支座）橡膠支座+粘性材料阻尼器

11、粘性材料阻尼器 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 6.2.3 6.2.3 常用隔震裝置常用隔震裝置橡膠支座隔震橡膠支座隔震 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 1. 1. 橡膠支座隔震橡膠支座隔震實例實例 南加州大學(xué)醫(yī)院（隔震結(jié)構(gòu)） 橄欖景醫(yī)院（抗震結(jié)構(gòu)） 1994年1月17日，美國圣菲爾南多發(fā)生洛 杉磯地震，震級M=6.7，直下型地震 基礎(chǔ)加速 度0.49g 頂層加速 度0.21g 加速度折 減系數(shù)為 1.8 底層加速 度 0.82g， 頂層加速 度2.31g, 加速度放 大系數(shù)為 2.8 橡膠支座隔震 系統(tǒng)的更優(yōu)越 6.26.2隔震原

12、理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震實例實例 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震 橡膠支座 鋼板疊層橡膠支座 鋁芯橡膠支座 石墨橡膠支座 在天然橡膠中加入 石墨大幅度提高橡 膠支座的阻尼 實際中應(yīng)用還不多 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震 鋼板： 限制橡膠片的橫向變 形使座豎向剛度較純 橡膠支座大大增加 橡膠片： 總厚度越小所能承 受的豎向荷載越大 分層橡膠支座 支座內(nèi)阻尼較小， 常需配合阻尼器一 起使用 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震 疊層橡膠支座中 間鉆孔灌入鋁芯 提高支座大變

13、形 時的吸能能力 集隔震器與阻尼 器于一身，因而 可以獨(dú)立使用 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震：橡膠支座隔震： 水平剛度是豎向 剛度的1%左右 具有顯著的非線 性變形特征 小變形，剛度大， 抗風(fēng)有利 大變形，橡膠剪切剛度 下降，結(jié)構(gòu)頻率降低， 結(jié)構(gòu)反應(yīng)減少 橡膠剪應(yīng)變超過50% 以后，剛度又逐漸有 所回升，起到安全閥 的作用，有利于防止 建筑的過量位移 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震： 設(shè)計的關(guān)鍵-合理確定隔震支座承受的應(yīng)力 我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定： 隔震層各橡膠隔震支座，考慮永久荷載和可變荷載 組合的豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計值不應(yīng)超下表

14、的規(guī)定。 建筑類別甲類建筑乙類建筑丙類建筑 平均壓應(yīng)力 （Mpa） 101215 橡膠隔震支座平均壓應(yīng)力限值橡膠隔震支座平均壓應(yīng)力限值 注：1. 對需驗算傾覆的結(jié)構(gòu)，平均壓應(yīng)力設(shè)計值應(yīng)包括水平地震作用效應(yīng)； 2. 對需進(jìn)行豎向地震作用計算的結(jié)構(gòu)，平均壓應(yīng)力設(shè)計值應(yīng)包括豎向 地震作用效應(yīng)； 在罕遇地震作用下，不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震：橡膠支座隔震： 隔震支座對應(yīng)于罕遇地震水平剪力的水平位移，應(yīng)符合下列要求： ii uu cii uu 罕遇地震作用下， 第 i 個隔震支座考 慮扭轉(zhuǎn)的水平位移 第 i個隔震支座的水平位移限值； 對橡膠隔震支座，不應(yīng)超過該

15、支 座有效直徑的0.55倍和支座各橡 膠層總厚度3.0倍二者的較小值 罕遇地震下隔震層 質(zhì)心處或不考慮扭 轉(zhuǎn)的水平位移 第 i個隔震支座的扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)， 應(yīng)取考慮扭轉(zhuǎn)和不考慮扭轉(zhuǎn)時 支座 計算位移的比值；當(dāng)隔震層以上結(jié) 構(gòu)的質(zhì)心與隔震層剛度中心在兩個 主軸方向均無偏心時，邊支座的扭 轉(zhuǎn)影響系數(shù)不應(yīng)小于1.15 10.4.2 減隔震裝置應(yīng)進(jìn)行如下驗算：減隔震裝置應(yīng)進(jìn)行如下驗算： （1）對于橡膠型減隔震裝置，在）對于橡膠型減隔震裝置，在E1地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng) 變應(yīng)小于變應(yīng)小于100%，在，在E2地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于 250%，并驗算

16、其穩(wěn)定性；，并驗算其穩(wěn)定性； （2）非橡膠型減隔震裝置，應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行驗算；）非橡膠型減隔震裝置，應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行驗算； （3）應(yīng)對減隔震裝置在正常使用條件下的性能進(jìn)行驗算。）應(yīng)對減隔震裝置在正常使用條件下的性能進(jìn)行驗算。 10.4.3 減隔震裝置的變形、阻尼等力學(xué)參數(shù)應(yīng)進(jìn)行試驗測試。減隔震裝置的變形、阻尼等力學(xué)參數(shù)應(yīng)進(jìn)行試驗測試。 試驗得到的力學(xué)參數(shù)值應(yīng)在設(shè)計值的試驗得到的力學(xué)參數(shù)值應(yīng)在設(shè)計值的10%以內(nèi)。以內(nèi)。 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 橡膠支座隔震橡膠支座隔震： 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 2.2.常用隔震裝置常用隔震裝置- -其它隔震裝置

17、其它隔震裝置： 滾珠隔震裝置 已用于墨西哥城內(nèi)一座五層鋼筋 混凝土框架結(jié)構(gòu)的學(xué)校建筑中， 安放在房屋底層柱腳和地下室柱 頂之間。為保證不在風(fēng)載下產(chǎn)生 過大的水平位移，在地下室采用 了交叉鋼拉桿風(fēng)穩(wěn)定裝置 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 其它隔震裝置：搖擺式隔震支座其它隔震裝置：搖擺式隔震支座 是一種搖擺隔震支座。在杯形基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)一個 上下兩端有豎孔的雙圓筒搖擺體。豎孔內(nèi)穿 預(yù)應(yīng)力鋼絲束并錨固在基礎(chǔ)和上部蓋板上， 起到壓緊搖擺體和提供復(fù)位力的作用。在搖 擺體和基礎(chǔ)壁之間填以瀝青或散粒物，可為 振動時提供阻尼。經(jīng)試驗證實：當(dāng)?shù)孛婕铀?度幅值達(dá)330cm/s2時，被隔震房屋的加速度 反應(yīng)被降

18、低到無隔震反應(yīng)的1/3左右。我國 山西省的懸空寺，歷史上經(jīng)歷多次大地震而 仍完整無損。分析認(rèn)為是其特有的支撐木柱 起到了搖擺支座隔震的作用 山西懸空寺 6.26.2隔震原理與方法隔震原理與方法 其它隔震裝置：不倒翁式隔震其它隔震裝置：不倒翁式隔震 伊朗人設(shè)計的不倒翁式 隔震房屋。該房屋頂面 半徑顯著大于底面半徑， 能起提供復(fù)位力的作用。 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.1 6.3.1 耗能減震原理耗能減震原理 地震結(jié)構(gòu)減輕結(jié)構(gòu)振動 耗能構(gòu)件 耗能 地震時，結(jié)構(gòu)在任意時刻的能量方程為： f EEE st 地震過程中輸入 給結(jié)構(gòu)的能量 附加耗能構(gòu)件的 耗能 結(jié)構(gòu)主體自 身的耗能能

19、量觀點： 一定 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的降低 t E s E f E 動力學(xué)觀點：耗能裝置的作用， 相當(dāng)于結(jié)構(gòu)的阻尼 ， 必使結(jié)構(gòu)地震反應(yīng) 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.1 6.3.1 耗能減震原理耗能減震原理 小震 耗能裝置較大的剛度 結(jié)構(gòu)減輕結(jié)構(gòu)振動 耗能 應(yīng)具有 結(jié)構(gòu)的使用性能 保證 強(qiáng)烈地震作用 耗能裝置 結(jié)構(gòu)減輕結(jié)構(gòu)振動 耗能 非彈性狀態(tài) 應(yīng)率先 進(jìn)入 大量消耗地震能量 有試驗表明，耗能裝置可做到消耗地震總輸入能量的有試驗表明，耗能裝置可做到消耗地震總輸入能量的90%以上。以上。 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.1 6.3.1 耗能減震原理：耗能減震原理：

20、 耗能元件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比可按下式估算： 耗能減震結(jié)構(gòu)的 地震反應(yīng)分析 非線性時程反應(yīng)分析方法 可以利用 通常需要耗能元件 的試驗數(shù)據(jù)，以確 立結(jié)構(gòu)動力方程中 的阻尼矩陣 耗能減震結(jié)構(gòu)的 附加有效阻尼比 )4/( sca WW 所有耗能部件在結(jié) 構(gòu)預(yù)期位移下往復(fù) 一周所消耗的能量 設(shè)置耗能部件的 結(jié)構(gòu)在預(yù)期位移 下的總應(yīng)變能 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置 阻尼器 耗能交叉支撐 耗能墻 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 阻尼器 與速度相關(guān)的粘彈型阻尼器 以摩擦或金屬屈服為特征的位移 相關(guān)型阻尼器 阻尼器 支撐處 框架與剪

21、力墻的連接處 梁柱連接處 上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接處 有相對變形或相對 位移的地方 安裝于 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置- -阻尼器阻尼器 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 粘彈型阻尼器 最大長度915mm，最小長度595mm，沖程320mm 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 摩擦阻尼器 330 12.52512.5 100 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置- -阻尼器阻尼器 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 各種形狀的軟鋼阻尼器 （彈塑性阻尼器） 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減

22、震裝置- -阻尼器阻尼器 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置- -耗能支撐耗能支撐 耗能交叉支撐 摩擦耗能支撐 耗能偏心支撐 耗能耦撐 屈服約束支撐 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 塑性耗能支撐 耗能交叉支撐耗能交叉支撐 支撐交叉處 通過鋼框或鋼環(huán)的塑 性變形消耗地震能量 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 摩擦耗能支撐摩擦耗能支撐 在支撐桿或節(jié)點板上開長圓孔 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 耗能偏心支撐耗能偏心支撐 偏心支撐框架 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 耗能隅撐耗能隅撐 耦撐框架 6.36.3

23、減震原理與方法減震原理與方法 屈曲約束支撐屈曲約束支撐 屈曲約束支撐的基本部件 屈曲約束支撐 的軸力位移關(guān)系 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 屈曲約束支撐屈曲約束支撐 屈曲約束支撐的一些典型截面形狀 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 周邊耗能墻 摩擦耗能墻 6.3.2 6.3.2 耗能減震裝置耗能減震裝置- -耗能墻耗能墻 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.3 6.3.3 吸振減震原理吸振減震原理 地震結(jié)構(gòu) 減輕結(jié) 構(gòu)振動 附加子結(jié)構(gòu) 能量轉(zhuǎn)移 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 運(yùn)動平衡方程： g xmvkvcxkxcxm 011000 g xmvkv

24、cvxm 1111 -剛度 -阻尼系數(shù) -主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量 -附加子結(jié)構(gòu)質(zhì)量、 阻尼系數(shù)、剛度 0 m 0 c 0 k 1 m 1 c 1 k xxv 1 6.3.3 6.3.3 吸振減震原理：吸振減震原理： 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 考慮簡諧地面運(yùn)動輸入 考慮無阻尼體系的反應(yīng)特征 主結(jié)構(gòu)振幅為零 系統(tǒng)振動能量集中 于子結(jié)構(gòu)而主體結(jié) 構(gòu)得到了保護(hù) 數(shù)學(xué)推導(dǎo) 地震動含有多種頻率分量 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也必然是有阻尼系統(tǒng) 子結(jié)構(gòu)的頻率等于 地面運(yùn)動輸入頻率 實際情況 子結(jié)構(gòu)頻率接近或 等于主結(jié)構(gòu)頻率時 主結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)總是 可以得到一定程度的降低 6.3.3 6.3.3 吸振減震原理吸振減震原理

25、 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 按照隨機(jī)振動原理的分析結(jié)果 R是主結(jié)構(gòu)的振動控制頻率參數(shù) 當(dāng)R1時，表示具有減震效果 大量理論分析結(jié)果表明： 主結(jié)構(gòu)的阻尼比越小， 吸振裝置的減震作用越大 質(zhì)量比增加，減震作用增大 6.3.3 6.3.3 吸振減震原理：吸振減震原理： 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 6.3.4 6.3.4 吸減震裝置吸減震裝置 調(diào)頻質(zhì)量阻尼器（TMD） 通過彈簧連接于主體結(jié) 構(gòu)，可安裝在高聳結(jié)構(gòu) 或高層建筑的頂部 調(diào)頻質(zhì)量阻尼器是包括 質(zhì)量系和彈簧、阻尼系 的小型振動系統(tǒng) 6.36.3減震原理與方法減震原理與方法 調(diào)諧液體阻尼器（TLD） 將裝水的容器置于結(jié)構(gòu)物上，結(jié)構(gòu)振動時， 水的振蕩也能形成一個調(diào)頻