建筑结构建筑结构隔震减震的基本原理与机制

地震作用是地震地面运动引起结构产生的动力效应,是一种整体性作用。

地震发生具有极大的随机性和不确定性,乃至不可预见性(时间、地点、强度)。

强震下,要求结构不损坏是不合适的。在地震引起的结构整体性作用下,结构中的薄弱部位首先发生破坏。

02

结构抗震实现途径

抗——传统结构的抗震是以结构构件的损坏实现地震能量的耗散。

消——消能减震结构的抗震是通过附加消能减震装置与主体结构组成一个新的结构系统,这一新的结构系统的消能能力和动力特性与原结构相比有较大变化,使得主体结构承受的地震作用显著减小,消能减震装置作为专门的分灾子系统来耗散地震能量。

芦山县人民医院隔震示意图(叠层橡胶支座)

03

隔震与消能减震

根据反应谱理论:延长结构周期——降低加速度响应——降低地震剪力——减少结构受力。隔震层可减小地震能量输入,减小上部结构的地震响应。

隔震控制系统原理

减震是工程结构抗震的一个新领域,包括消能减震,各种被动控制、主动控制、混合控制等。

减震系统通过消能减震装置改变结构的动力特性,使结构的震(振)动反应明显衰减,有效的保护结构及内部设施在强震中的安全;或使结构满足更高的减震(振)要求,提高结构性能。

结构振动被动控制系统原理

增加阻尼控制系统位移,阻尼器可抑制振动的增长,并使结构迅速停止振动。

根据耗能器耗能的依赖性分:速度相关型(如粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器)和位移相关型(如摩擦耗能器、钢弹塑性耗能器和铅挤压阻尼器)等。

速度型阻尼器减震结构动力学方程

位移型阻尼器减震结构动力学方程

04

设计基本原则

消能减震结构的抗震分析应将主体结构与消能器同时考虑来建立结构分析模型确定结构构件的受力,计算分析结果应满足《抗震规范》的有关规定。

主体结构的分析模型应按照《抗震规范》的要求确定。 包括连接部分在内的消能器,宜采用符合其力学性能的分析模型,也可近似为具有等效刚度和等效阻尼的构件 。

知识点:建筑结构隔震、减震的基本原理与机制

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带地下室的建筑就好比一艘船。地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船身又不被破坏,因此,地下室的抗浮设计必须进行整体抗浮和局部抗浮验算。 为防止地下室整体上浮,我们通常采用三类做法:“压”、“拉”和“压拉并举”。 “压”就是利用建筑的自重(包括结构自重、建筑装修、上部或四周覆土等,不含楼面活荷载)平衡地下室水的总浮力。 “拉”就是设置抗拉桩、锚杆等,强制拉住建筑防止上浮。 “压拉并举”就是利用建筑自重不能满足抗浮要求时增加“拉”的做法,即采用桩或锚杆等来抵抗地下水的浮力。

THE END
0.减隔震:消能减震(振)阻尼器的耗能工作原理自然界中存在一个不变的法则,即能量守恒定律,它告诉我们能量无法被创造或消灭,只会在不同形式间转换或在不同物体间转移。消能减震(振)阻尼器就是运用这一原理,将震动产生的部分能量转换为热能或其他形式的能量,从而减少对建筑主体结构的影响,实现振动控制。具体来说,不同类型的阻尼器有着不同的耗能机制: 黏滞阻尼器通过阻尼介质在节流构造中的流动产生jvzquC41yy}/{xtlkc4dqv4cum52966636:86;8795785A;93;4ivvq