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９　隔震与耗能减震房屋设计 · 本章要点 　 ■　了解：隔震与耗能减震的概念与原理；隔震与耗 能减震的设计要求与设计方法；隔震结构 的有关构造措施；隔震装置与耗 能器的 类型与特点 ９.１　概述 　　传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能（强度、刚度、延性）来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，这是被动消极的抗震对策。 　　合理有效的抗震途径是对结构施加控制装置（系统），由控制装置与结构共同承受地震作用，即共同储存和耗散地震能量，以调协和减轻结构的地震反应。这种结构抗震途径称为结构减震控制。 　　结构减震控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。 （１）被动控制　　不需要外部能源输入提供控制力，控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。 （ 2）主动控制　　需要外部能源输人提供控制力，控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。 　　主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器 3 部分组成。主动控制是将现代控制理论和自动控制技术应用于结构抗震的高新技术。 ９.１　概述 ( 3 ）半自动控制　　不需要外部能源输人直接提供控制力，控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。 ( 4 ）混合控制　　不同控制方式相结合的控制方法。 ９.２　隔震结构设计 9 . 2 . 1 结构隔震的原理与隔展结构的特点 l.　结构隔震的概念与原理 （１）结构隔震的概念 房屋基础隔震：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌。 ９.２　隔震结构设计 隔震系统一般由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。 （２）结构隔震的原理 　　基础隔震的原理就是通过设置隔震装置系统形成隔震层，延长结构的周期，适当增加结构的阻尼，使结构的加速度反应大大减少，同时使结构的位移集中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。 2 .隔震结构的特点 ① 提高了地震时结构的安全性； ② 上部结构设计更加灵活，抗震措施简单明了； ③ 防止内部物品的振动、移动、翻倒，减少了次生灾害； ④ 防止非结构构件的损坏； ⑤ 抑制了振动时的不舒适感，提高了安全感和居住性； ９.２　隔震结构设计 ⑥ 可以保持机械、仪表、器具的功能； ⑦ 震后无需修复，具有明显的社会和经济效益； ⑧ 经合理设计，可以降低工程造价。 ９.２　隔震结构设计 3.隔震结构适用范围 ① 医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑； ② 首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋； ③ 图书馆和纪念性建筑； ④ 一般工业与民用建筑。 ９.２　隔震结构设计 9 . 2 . 2 隔震系统的组成与类型 1.隔震系统的组成 　　隔震系统一般由隔震器、阻尼器、地基微震动与风反应控制装置等部分组成。 （１）隔震器 主要作用：一方面在竖向支撑建筑物的重量，另一方面在水平方向具有弹性，能提供一定的水平刚度，延长建筑物的基本周期，以避开地震动的卓越周期，降低建筑物的地震反应，能提供较大的变形能力和自复位能力。 常用的隔震器有叠层橡胶支座、螺旋弹簧支座、摩擦滑移支座等。 （２）阻尼器 主要作用：吸收或耗散地震能量，抑制结构产生大的位移反应，同时在地震终了时帮助隔震器迅速复位。 常用的阻尼器有弹塑性阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、摩擦阻尼器等。 ９.２　隔震结构设计 （３）地基微震动与风反应控制装置 主要作用：增加隔震系统的初期刚度，使建筑物在风荷载或轻微地震作用下保持稳定。 　　常用的隔震系统主要有叠层橡胶支座隔震系统、摩擦滑移加阻尼器隔震系统、摩擦滑移摆隔震系统等。 9 . 2 . 3 隔震结构的设计要求 1.隔震结构方案的选择 　　隔震建筑方案的采用，应根据建筑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求，进行技术、经济可行性综合比较分析后确定。 2.隔震层的设置 　　隔震层宜设置在结构第一层以下的部位。当隔震层位于第一层及以上时，结构体系的特点与普通隔震结构可能有较大差异，隔震层以下的结构设计计算也更复杂，需作专门研究。 3 .上部结构的地震作用和抗震措施 ９.２　隔震结构设计 9 . 2 . 4 隔震结构的抗震计算