结构减振第二讲.pptVIP

第二讲 内容提要工程结构减震（振）控制的研究与发展

一、前言传统抗震理论的局限性安全性难以保证适应性有限制经济性欠佳

2.工程结构减震控制体系的特点及优越性两种抗震体系的比较结构减震控制体系优越性传统抗震体系结构减震控制体系抗震概念及途径“硬抗”，加强结构，加大断面以“柔”克刚新概念，调整结构动力特性，隔震、消能或控制有效减震，建筑结构设计不受太多限制，检测修复方便设计依据按预定设防烈度考虑突发性超烈度大地震确保安全防护对象只考虑结构本身既保护结构，也保护结构内部设备、仪器、装修等满足现代社会要求适用范围一般用于新设计的建筑结构物既适用于新建筑结构物，也适用于旧建筑结构物的抗震加固；既适用于一般结构，也适用于重要结构、仪器设备等。适用范围广

3.工程结构减震控制技术的分类

4.工程结构减震控制技术的应用

二、基础隔震1.基础隔震原理

基础隔震结构与传统抗震结构地震反应对比

2.隔震体系的基本特性承载特性隔震特性复位特性阻尼消能特性

3.隔震系统的组成

4.隔震系统的分类（1）弹性支承式隔震叠层橡胶支座螺旋弹簧支座（2）滑动式隔震滚子隔震滑动隔震（3）摆动式隔震悬挂柱底隔震双柱网系统隔震（4）悬吊式隔震

5.基础隔震结构隔震效果分析及控制隔震结构加速度反应衰减比隔震结构阻尼比隔震结构位移反应放大比

隔震结构 与的关系曲线

6.隔震技术在我国的研究发展和应用现状砂粒滑移层隔震房屋石墨砂浆滑移层隔震房屋摩擦滑块（板）房屋夹层橡胶垫隔震房屋

7.隔震技术在世界各国的研究发展和应用现状

8.隔震技术的未来发展夹层橡胶垫隔震技术,包括隔震装置和隔震体系,仍需不断发展、完善和优化。其他各种隔震技术,如滑块隔震、滑层隔震、滚球（或滚轴）隔震、柱顶摇摆隔震等,正在不断发展和完善,当其步入较为成熟的阶段,将会得到广泛的应用和发展。混合隔震技术（多种隔震技术的混合应用）,可能成为今后隔震技术发展的新途径。高新技术智能材料隔震装置的研制开发和成功应用,将会成为隔震技术发展史上新的里程碑。

三、结构消能减震1.结构消能减震的原理

传统抗震结构消能减震结构——地震时输入结构物的地震能量——结构物地震反应的能量,即结构物振动的动能和势能——结构阻尼消耗的能量（一般不超过5%）——主体结构及承重构件非弹性变形（或损坏）消耗的能量——消能构件或消能装置消耗的能量

2.消能减震装置的类型与性能摩擦耗能器钢弹塑性耗能器

铅耗能器油阻尼器粘滞阻尼器

3.消能减震构件的类型与性能（1）耗能支撑偏交耗能支撑耗能隅撑耗能框支撑粘性阻尼支撑摩擦耗能支撑

（2）耗能抗震墙

4.结构消能减震机理（1）结构体系自由振动消能减震分析单质点体系动力模型，并设F（t）=0，可列出运动方程:单质点体系结构自由振动反应曲线

（2）结构体系强迫振动消能减震分析单质点体系动力模型,并设,可得单质点结构强迫振动关系曲线

5.结构消能减震的应用及发展（1）消能减震技术的应用广州市28层中房大厦采用复合摩擦型消能支撑

采用耗能抗震墙结构计算

（2）消能减震技术进一步的研究与发展①消能装置及材料的耐火性、稳定性还有待进一步研究和探讨；②在结构构件出现较大变形时,如何充分发挥装置的消能作用仍需要进行研究；③消能减震装置的优化设计及合理布置仍是今后要研究的问题；④消能装置的制作、安装如何做到简单可靠,造价适宜仍需尽快解决；⑤消能装置的智能化可能是今后发展的方向。

四、结构被动调谐减震控制1.结构被动调谐减震控制原理

TMD构造

单质点体系受地震激励的计算模型运动方程:

3.结构被动调谐减震控制的应用及发展（1）工程应用结构被动调谐减震控制主要应用于以下几个领域:高层及超高层建筑；高耸塔架、烟囱结构等；大跨度桥梁；海洋平台或其他特种结构；已有建筑物的“加层减震”等。

日本千叶港观光塔TMD装置日本千叶港观光塔（TMD结构）

（2）今后研究工作中仍需解决的问题有效控制的振型数量问题有效控制的振型类别问题有效控制的激励频宽问题有效控制的结构类型和场地类别问题子结构的装设位置

五、结构主动减震控制1.结构主动减震控制的原理及分类结构主动控制是利用外部能源（计算机控制系统或智能材料），在结构物受激励振动过程中，瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性，以迅速衰减和控制结构震动反应的一种减震（振）技术。结构主动控制按控制程度可分为以下几种情况：结构（全）主动控制（ActiveControl）结构半主动控制（SemiActiveControl）结构混合控制（HybridControl）

2.结构主动控制的减震机理在地震激励下，结构体系的运动方程为:控制力向量U，由结构反应所决定，故有:和地震加速度输入地震力激励下主动控制结构体系的运动方程为:

AMD主动控制系