令狐采學(xué)創(chuàng)作結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)令孤采學(xué)1、結(jié)構(gòu)消能減震的基本概念地動(dòng)產(chǎn)生時(shí)空中震動(dòng)引起結(jié)構(gòu)物的震動(dòng)反響，空中地動(dòng)能量向結(jié)構(gòu)物輸入。結(jié)構(gòu)物接收了年夜量的地動(dòng)能量，必定要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或消耗才干最后終止震動(dòng)反響。消能減震技術(shù)是將結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)件設(shè)計(jì)成消能構(gòu)件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)消能裝置。在風(fēng)或小震作用時(shí)，這些消能構(gòu)件或消能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)具有足夠的側(cè)向剛度以滿足正常使用要求；當(dāng)呈現(xiàn)年夜風(fēng)或年夜震作用時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增年夜，消能構(gòu)件或消能裝置率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較年夜阻尼，年夜量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地動(dòng)或風(fēng)振能量，使主體結(jié)構(gòu)避免呈現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，且迅速衰減結(jié)構(gòu)的地動(dòng)或風(fēng)振反響（位移、速度、加速度等），呵護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)地動(dòng)或年夜風(fēng)中免遭破壞或傾圮，達(dá)到減震抗震的目的。消能部件（消能構(gòu)件或消能裝置及其連接件）依照不合“構(gòu)件型式”分為消能支撐、消能剪力墻、消能支承或懸吊構(gòu)件、消能節(jié)點(diǎn)、消能連接等。令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作消能部件中的消能器（又稱阻尼器）分為速度相關(guān)型如黏滯流體阻尼器、黏彈性阻尼器、黏滯阻尼墻、黏彈性阻尼墻；位移相關(guān)型如金屬屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等，和其它類型如調(diào)頻質(zhì)量阻尼器（TMD）、調(diào)頻液體阻尼器（TLD）等。采取消能減震技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比，具有年夜震平安性、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)合理性。技術(shù)指標(biāo)：建筑結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)計(jì)劃，應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地條件、建筑結(jié)構(gòu)計(jì)劃和建筑使用要求，與采取抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的比較闡發(fā)后確定。采取消能減震技術(shù)結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算闡發(fā)應(yīng)依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011進(jìn)行，設(shè)計(jì)裝置做法應(yīng)遵循國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《建筑結(jié)構(gòu)消能減震（振）設(shè)計(jì)》09SG6102,其產(chǎn)品應(yīng)合適《建筑消能阻尼器》JG/T209的規(guī)定。適用規(guī)模：消能減震技術(shù)主要應(yīng)用于高層建筑，高聳塔架，年夜跨度橋梁，柔性管道、管線（生命線工程），既有建筑的抗震（或抗風(fēng)）性能的改良等。傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系，容許結(jié)構(gòu)及承重構(gòu)件（柱、粱、節(jié)點(diǎn)等）令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作在地動(dòng)中呈現(xiàn)損壞結(jié)構(gòu)及承重構(gòu)件地動(dòng)中的損壞過程，就是地動(dòng)能量的“消能”過程。結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的嚴(yán)重破壞或傾圮，就是地動(dòng)能量轉(zhuǎn)換或消耗的最終完成。結(jié)構(gòu)消能減震體系，就是把結(jié)構(gòu)物的某些非承重構(gòu)件（如支撐、剪力墻、連接件等）設(shè)計(jì)成消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某部位（層間空間、節(jié)點(diǎn)、聯(lián)結(jié)縫等）裝設(shè)消能裝置。在風(fēng)或小地動(dòng)時(shí)，這些消能構(gòu)件或消能裝置具有足夠的初紿剛度，處于彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)物仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。當(dāng)呈現(xiàn)中、強(qiáng)地動(dòng)時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增年夜.消能構(gòu)件或消能裝置率先進(jìn)人非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較年夜阻尼，年夜量消耗輸人結(jié)構(gòu)的地動(dòng)能量，使主體結(jié)構(gòu)避免呈現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，并且迅速衰減結(jié)構(gòu)的地動(dòng)反響（位移、速度、加速度等），從而呵護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)地動(dòng)中免遭破壞，確保主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地動(dòng)中的平安。消能減震結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比較，具有下述優(yōu)越性：①平安性:傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系實(shí)質(zhì)上是把結(jié)構(gòu)自己及主要承重構(gòu)件（柱、梁、節(jié)點(diǎn)等作為“消能”構(gòu)件。依照傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)辦法.容令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作許結(jié)構(gòu)自己及構(gòu)件在地動(dòng)中呈現(xiàn)不合水平的損壞。由于地動(dòng)烈度的隨機(jī)變更性和結(jié)構(gòu)實(shí)際抗震能力設(shè)計(jì)計(jì)算的誤差，結(jié)構(gòu)在地動(dòng)中的損壞水平難以控制；特別是呈現(xiàn)超烈度強(qiáng)地動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)難以確保平安。消能減震結(jié)構(gòu)體系由于特別設(shè)置非承重的消能構(gòu)件（消能支撐、消能剪力墻等）或消能裝置，它們具有極年夜的消能能力，在強(qiáng)地動(dòng)中能率先消耗結(jié)構(gòu)的地動(dòng)能量，迅速衰減結(jié)構(gòu)的地動(dòng)反響，并呵護(hù)主體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件免遭損壞，確保結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地動(dòng)中的平安。據(jù)我國抵消能臧震結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺試驗(yàn)（冼巧玲、周福霖、俞公驊，1995）及國外學(xué)者完成的振動(dòng)臺試驗(yàn)（Pull，1988；Kelly，1990；soong，1992）可知，消能減震結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比較，其地動(dòng)反響減少40%?60%。另外，消能構(gòu)件（或裝置）屬“非結(jié)構(gòu)構(gòu)件”，即非承重構(gòu)件，其功能僅是在結(jié)構(gòu)變形過程中闡揚(yáng)消能作用，而不承擔(dān)結(jié)構(gòu)的承載作用，即它對結(jié)構(gòu)的承載能力和平安性不構(gòu)成任何影響或威脅。所以，消能減震結(jié)構(gòu)體系是一種很是平安可靠的結(jié)構(gòu)減震體系。②經(jīng)濟(jì)性:傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)采取“硬抗”地動(dòng)的途徑，通過加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作加年夜構(gòu)件斷面、加多配筋等途徑中提高抗震性能，因而，抗震結(jié)構(gòu)的造價(jià)年夜年夜提高。消能減震結(jié)構(gòu)是通過“柔性消能”的途徑以減少結(jié)構(gòu)地動(dòng)反響，因而，可以減少剪力墻的設(shè)置，減小構(gòu)造斷面，減少配筋，而其耐震平安度反而提高。據(jù)國內(nèi)外工程應(yīng)用總結(jié)資料。采取消能減震結(jié)構(gòu)體系比采取傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系，可節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)5%?10%。若用于舊有建筑結(jié)構(gòu)的耐震性能改革加固，消能減震加固辦法比傳統(tǒng)抗震加固辦法，節(jié)省建造價(jià)10%?60%。②技術(shù)合理性：傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是通過加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高側(cè)向剛度以滿足抗震要求的：但結(jié)構(gòu)越加強(qiáng).剛度越年夜，地舉措用（荷載）也越年夜.只能再加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。如此惡性借環(huán)，其結(jié)果，除平安性、經(jīng)濟(jì)性問題外，對采取高強(qiáng)、輕質(zhì)資料（強(qiáng)度高、斷面小、剛度小的高層建筑、超高層建筑、夫跨度結(jié)構(gòu)及橋梁等的技術(shù)成長，造成嚴(yán)重的制約。消能減震結(jié)構(gòu)則是通過設(shè)置消能構(gòu)件或裝置，使結(jié)構(gòu)在呈現(xiàn)變形時(shí)年夜量迅速消耗地動(dòng)能量，呵護(hù)主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地動(dòng)中的平安。結(jié)構(gòu)越高、跨度越年夜，消能減震效果越顯著。因而，消能減震技令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作術(shù)勢必成為采取高強(qiáng)輕質(zhì)資料的高柔結(jié)構(gòu)（超高層建筑、年夜跨度結(jié)構(gòu)及橋梁等）的合理新途徑。由于消能減震結(jié)構(gòu)體系有上述優(yōu)越性，已被廣泛、勝利地應(yīng)用于“柔性”工程結(jié)構(gòu)物的減震（或抗風(fēng)）。一般來說，層數(shù)越多、高度越高、跨度越年夜、變形越年夜，消能減震效果越明顯。所以多被應(yīng)用于下述結(jié)構(gòu)：①高層建筑，超高層建筑；②高柔結(jié)構(gòu)，高聳塔架；③年夜跨度橋梁；④柔性管道、管線（生命線工程）；⑤舊有高柔建筑或結(jié)構(gòu)物的抗震（或抗風(fēng)）性能的改良提高。結(jié)構(gòu)消能減震體系由主體結(jié)構(gòu)和消能構(gòu)件（或裝置）組成，可按消能構(gòu)件的不合“構(gòu)件型式”和消能裝置的不合“消能型式”分類，詳見下圖所示。2、消能構(gòu)件的不合構(gòu)造形式結(jié)構(gòu)消能減震體系中的消能構(gòu)件（或裝置），依照其構(gòu)造形式可以做成：圖2消能支撐令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作消能構(gòu)件的不合構(gòu)造形式①消能支撐：消能支撐可“取代一般的結(jié)構(gòu)支撐，在抗震（或抗風(fēng)）中闡揚(yáng)支撐的水平剛度和消能減震作用。消能支撐可以做成方框支撐、圓框支撐、交叉桿支撐、斜桿支撐、K形支撐、雙K形支撐等。②消能剪力墻：消能剪力墻可取代一般結(jié)構(gòu)的剪力墻，在抗震（或抗風(fēng)）中闡揚(yáng)剪力墻的水平剛度和消能減震作用。消能剪力墻可做成豎縫剪力墻、橫縫剪力墻、斜縫剪力墻、周邊縫剪力墻、整體剪力墻、別離式剪力墻等。③消能節(jié)點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)或粱節(jié)點(diǎn)處裝設(shè)消能裝置。當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向位移，在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)牛角度變更、轉(zhuǎn)動(dòng)式錯(cuò)動(dòng)時(shí).消能裝置即闡揚(yáng)消能減震作用。④消能聯(lián)結(jié):在結(jié)構(gòu)的裂縫處或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的聯(lián)結(jié)處設(shè)置消能裝置。當(dāng)結(jié)構(gòu)在裂縫或聯(lián)結(jié)處產(chǎn)生相對變形時(shí)，消能裝置即闡揚(yáng)消能減震作用。⑤消能支撐或懸吊構(gòu)件：對某些線結(jié)構(gòu)（如管道、線路等），設(shè)置各種支撐或懸吊消能裝置。當(dāng)線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)，支承或懸吊件即闡揚(yáng)消能減震作用。令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作3、消能裝置的不合消能形式消能構(gòu)件中裝設(shè)有消能裝置；消能裝置的功能是，當(dāng)構(gòu)件（或節(jié)點(diǎn)）產(chǎn)生相對位移或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生較年夜的阻尼.從而闡揚(yáng)消能減震作用。為了達(dá)到最佳消能效果，要求消能裝置提供最年夜的阻尼，即當(dāng)構(gòu)件（或節(jié)點(diǎn)）在力（或彎矩）作用下產(chǎn)生位移（或轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)，所做的功最年夜。為了使消能裝置具有較年夜的消能能力.可以采取多種消能形式，一般有下述幾種：①摩擦消能：如摩擦消能支撐，摩擦節(jié)點(diǎn)（圖2616）；②鋼件（梁、板、棒）非彈性消能裝置（圖2617）；③資料塑性變形消能：如擠壓鉛阻尼器（圖2618）；④資料粘彈性消能裝置（圖2