建筑物隔振減震

抗震(kàngzhèn)與消能減震控制技術(shù)

1精品資料目錄1.高層及復雜結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)2.高層及復雜結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)3.高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)消能減震技術(shù)4.展望2精品資料3結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)抗震設(shè)計(shèjì)設(shè)防目標設(shè)防目標--小震不壞(結(jié)構(gòu)(jiégòu)不損壞)中震可修(結(jié)構(gòu)(jiégòu)可損壞,可修復）(內(nèi)部設(shè)備可能損壞)大震不倒(結(jié)構(gòu)(jiégòu)破壞,但不倒塌)(內(nèi)部設(shè)備可能已毀壞)現(xiàn)行規(guī)范,在設(shè)防烈度內(nèi)(或稍超過),已證明能實現(xiàn)上述目標!但仍存在下述問題:精品資料4結(jié)構(gòu)(jiégòu)傳統(tǒng)抗震設(shè)計存在問題(1)安全問題:“基本烈度”不確定性,突發(fā)超強大地震?難于控制結(jié)構(gòu)破損程度,難保證不倒塌!(2)適應(yīng)問題:只要求在設(shè)防(shèfáng)烈度內(nèi)保護結(jié)構(gòu)未保護生命線工程:內(nèi)部設(shè)備,儀器(3)經(jīng)濟問題:硬抗地震,斷面大,剛度大--地震作用大7度增加3-8%,8度增加10-25%,造價!9度增加20-40%(4)建筑復雜導致破壞:不規(guī)則平面---扭轉(zhuǎn)破壞不規(guī)則立面---層間剪切破壞精品資料傳統(tǒng)抗震(kàngzhèn)結(jié)構(gòu)的震害后果1.超烈度地震時,嚴重破壞或倒塌2.設(shè)防烈度地震時,結(jié)構(gòu)僅損壞,未倒塌但非結(jié)構(gòu)構(gòu)件或貴重裝修嚴重破壞,難以(nányǐ)修復3.設(shè)防烈度地震時,結(jié)構(gòu)可無損壞但房屋內(nèi)部設(shè)備,儀器或貴重物品掉落,破壞可能導致城市癱瘓,社會災(zāi)難4..強風作用下,舒適度未能滿足要求5精品資料高層房屋破壞(pòhuài)智利大地震2010.2.27

烈度超預(yù)期M8.8死507人6精品資料7高層房屋中震破壞(pòhuài)512汶川地震

房屋受損,貌似完好,但很難修復主體結(jié)構(gòu)破壞(pòhuài)輕微,但裝修嚴重破壞(pòhuài),修復難精品資料8

中小震房屋基本(jīběn)完好,

內(nèi)部設(shè)備儀器摔倒,功能中斷512地震

1機場控制塔,供電系統(tǒng),調(diào)度中心地震中振動搖擺劇烈，儀表、控制設(shè)備損壞(sǔnhuài)2.震后機場關(guān)閉17小時,損失極大,后果嚴重.生命線系統(tǒng):醫(yī)院,機場,政府指揮中心,救災(zāi)指揮中心,消防,電訊,電視大樓,交通樞紐,城市癱瘓,救災(zāi)受阻,損慘重失精品資料95.21地震通信大樓建筑輕微(qīngwēi)損壞,

但設(shè)備掉落毀壞,通信中斷,救災(zāi)指揮癱瘓精品資料10國內(nèi)外大地震(dìzhèn)的經(jīng)驗教訓1.目前地震預(yù)測及設(shè)防烈度存在不確定性。災(zāi)難性大地震，多發(fā)生在低烈度區(qū)1976唐山大地震6度→11度,歷史上無大地震1995日本神戶屬“低烈度安全”區(qū),0.3g→0.6g（80年來相對平靜，千年未遇大地震）2.地震中直接(zhíjiē)傷亡，大多是房屋倒塌造成，要考慮提高我國抗震設(shè)防標準.3.現(xiàn)代建筑屋要求雙保護——結(jié)構(gòu)和內(nèi)部內(nèi)部設(shè)施4.目前要求大面積提高抗震設(shè)防標準

精品資料11建造強地震中安全(ānquán)房屋的技術(shù)對策◎安全(實發(fā)強地震,不壞,不倒)◎適用(保護結(jié)構(gòu)及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、裝修及設(shè)備儀器)◎經(jīng)濟(不能太貴)新技術(shù)方法：結(jié)構(gòu)減震控制(kòngzhì)

隔震消能減震調(diào)諧減震主動控制(kòngzhì)半主動混合控制(kòngzhì)精品資料2.隔震技術(shù)(jìshù)隔震和耗能減震是建筑結(jié)構(gòu)減輕地震災(zāi)害的新技術(shù)、新方法和新途徑。所謂隔震即立足于“隔”，利用專門的隔震元件，以集中發(fā)生在隔震層的較大位移為代價，阻隔地震能量(néngliàng)向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，使建筑物有更高的可靠性和安全性。精品資料傳統(tǒng)抗震方法的不足以及(yǐjí)隔震技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時雖然采取(cǎiqǔ)嚴格的設(shè)計，但在遇到超過設(shè)計所能抵抗的大地震時，仍不能保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。隔震設(shè)計是指在房屋底部設(shè)置由橡膠隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層，以延長整個結(jié)構(gòu)體系的自振周期，增大阻尼，減少輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量，達到預(yù)期的防震要求。隔震一般可使結(jié)構(gòu)的水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右。精品資料傳統(tǒng)(chuántǒng)結(jié)構(gòu)抗震和基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)示意圖精品資料隔震技術(shù)(jìshù)的效果明顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)確保安全降低建筑物造價(zàojià)震后修復方便精品資料3.消能減震(jiǎnzhèn)技術(shù)16精品資料17我國減震阻尼(zǔní)裝置的應(yīng)用1.金屬(jīnshǔ)阻尼器減震技術(shù)(成熟)2.油阻尼器減震技術(shù)(成熟)3.屈曲約束支撐(成熟)4.記憶合金減震技術(shù)(意大利,歷史文物加固)5.高層結(jié)構(gòu)新型消能伸臂桁架減震技術(shù)(帶油阻尼器的伸臂桁架,ARUP)精品資料18油阻尼器支撐(zhīchēng)精品資料19油阻尼器應(yīng)用(yìngyòng)

精品資料消能伸臂桁架(héngjià)模型消能伸臂桁架的典型(diǎnxíng)布置高層結(jié)構(gòu)消能伸臂桁架減震技術(shù)(示意圖)

20阻尼器豎向布置阻尼器耗能精品資料0.6g時伸臂固定和伸臂端加阻尼器模型(móxíng)結(jié)構(gòu)層間位移對比圖21消能伸臂桁架結(jié)構(gòu)(jiégòu)試驗結(jié)果結(jié)構(gòu)(jiégòu)層間位移精品資料消能伸臂桁架結(jié)構(gòu)(jiégòu)的優(yōu)點和初步結(jié)論優(yōu)點(yōudiǎn)：①既能抗風又可抗震；②通過增加結(jié)構(gòu)的附加阻尼(6-10%)，從而減小結(jié)構(gòu)的側(cè)向動力響應(yīng)；樓層加速度和位移減小20-40%③對比傳統(tǒng)消能結(jié)構(gòu)，所需阻尼器數(shù)量少可大幅降低造價；④減震裝置質(zhì)量輕,不占用空間,增加使用面積

是一種較經(jīng)濟可行的結(jié)構(gòu)形式

22精品資料234.展望(zhǎnwàng):隔震建筑的技術(shù)經(jīng)濟特點隔震結(jié)構(gòu)對比傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)：1.大地震時安全:隔震結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)降為1/4-1/10,（安全度提高4-10倍）超烈度(lièdù)大地震中成為安全島大震不壞2.雙保護對象,生命線工程:保護結(jié)構(gòu),也保護室內(nèi)設(shè)備儀器,使用功能不中斷3.結(jié)構(gòu)在大震時基本保持彈性:地震時結(jié)構(gòu)基本保持彈性,保護非結(jié)構(gòu)構(gòu)件4.建筑設(shè)計自由:適用于規(guī)則結(jié)構(gòu),也適用于非規(guī)則結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則—學校,醫(yī)院,住宅等立面不規(guī)則—辦公大樓,指揮中心,機場,車站等5.耐久性好,使用壽命長于100年6.結(jié)構(gòu)造價不高：5%,約150-200元/M2建筑面積精品資料24抗震,隔震減震(jiǎnzhèn)技術(shù)未來要求

①從國家層面大力推廣建筑隔震減震技術(shù)在地震高烈度地區(qū)，特別是在學校、醫(yī)院等重要建筑工程中的應(yīng)用；