建筑结构抗震第2版教学课件作者窦立军第8章第二部分.隔震与耗能减震屋房设计07课件.pptVIP

建筑结构系列电子教案 建筑结构抗震设计 隔震与消能减震房屋设计 Structure Seismic Design Frame-shear wall Base Masonry Building 主讲：张自荣 2010－12 主要内容 §8.1 概述 §8.2 隔震结构设计 §8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 消能减震结构原理与特点 消能减震装置的类型与性能 消能减震结构的设计要求 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 8.3 消能减震结构设计 本章小结 问题讨论 * * 一 消能减震结构的原理与特点： 1. 结构消能减震的概念与原理: 消能减震技术：在结构中某些部位设置消能装置，通过消能装置来消散或吸收地震能，以减小主体结构地震反应，达到减震目的。 有消能减震装置的结构称为消能减震结构 消能减震的原理：能量原理 结构在地震中任意时刻的能量方程为： 传统结构： 消能减震结构： 地震输入的总能量固定，结构自身阻尼消能固定，消能装置消能越大，结构的动能和变形能就越小，结构反应越小 传统结构主要靠Es吸收输入结构的地震能，结构构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能的同时，构件内部将受到损伤甚至破坏。结构的损伤程度与结构的最大变形Δmax和滞回消能（累积塑性变形）Es成正比，可表达为： 在消能减震结构中，消能装置在主体结构进入非弹性状态前率先进入消能工作状态，充分发挥消能作用，消散大量输入结构体系的地震能，则结构本身需要消消的能量很少，使结构反应大大减少，从而有效保护了主体结构，使其不再受到损伤或破坏。 一 消能减震结构的原理与特点： 2. 消能减震结构的特点: ①减震机理明确；②减震效果显著；③安全可靠；④经济合理⑤技术先进； ⑥适用性广。 二 消能减震装置的类型与性能 1.摩擦型消能器：见图8-6 其原理是根据摩擦做功而消散能量，装置在小震和正常荷载下不发生滑动，在强震时产生滑移以摩擦消能，一般安装在支撑上。 其特点是滞回性好，消能能力强，工作性能稳定 二.消能减震装置的类型与性能 2.钢弹塑性消能器：见图8-7 其原理是利用软钢屈服后弹塑性变形吸收能量。又分为加劲阻尼装置、圆环钢环消能器、加劲圆环消能器等 ，其特点是滞回性稳定，消能能力强，不受环境和温度影响 加劲阻尼装置安装在支撑顶部和梁之间，层间相对变形时钢板产生弯曲屈服，利用弹塑性滞回变形消散地震能。 圆环钢环消能器由两个简单的消能圆环构成，构造简单，初始承载力和刚度高，消能能力大。工作性能稳定。 加劲圆环消能器由加劲弧板和消能圆环构成，弧板提高圆环的刚度和阻尼，提高初始承载力和刚度高，工作稳定，适应性好，变形能力强。 二.消能减震装置的类型与性能 3.铅挤压消能器：见图8-8 其原理是利用铅受挤压后产生塑性变形消散能量。中心轴和钢管相对运动时铅通过挤压口产生塑性变形而消能。其特点是滞回曲线呈正方形，消能能力与速度无关。 4.粘弹性消能器：见图8-9 由粘弹性材料和钢板组成。其原理是利用钢板间相对运动时粘弹性材料产生往复剪切滞回变形，以吸收和消散能量 其特点是消能性能好，同时能提供刚度和阻尼，但消能能力受温度、频率和应变幅值的影响（温度高，频率增加，消能能力降低，大应变下，消能能力退化）。 二.消能减震装置的类型与性能 5.粘滞阻尼器： 主要有筒式粘滞阻尼器和粘滞阻尼墙，筒式粘滞阻尼器由缸体、活塞和粘滞流体组成，缸体与活塞相对运动时，流体通过活塞孔对其相对运动产生阻尼，从而消散能量。其特点是滞回曲线呈椭圆形，阻尼力与速度和温度有关。 以上是按照消能机制的不同分类，还可按照消能的依赖性分类：速度相关型消能器，位移相关型消能器。 速度相关型消能器：粘弹性阻尼器，粘滞阻尼器。 位移相关型消能器：摩擦型消能器，钢弹塑性消能器，铅挤压型消能器 二 消能减震装置的类型与性能 6. 消能器的恢复力模型： 速度相关型消能器：恢复力-变形曲线见图9.18 恢复力与变形和速度的关系为： 位移相关型消能器：恢复力-变形曲线见图9.19 恢复力与变形的关系为： 钢弹塑性消能器： 摩擦型消能器： 铅挤压型消能器： 三 消能减震结构的设计要求 1. 消能部件的设计： 组成：