单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,隔震与消能减震设计简介,抗震结构,一.抗震结构,利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。,隔震结构,消能减震结构,立足于“抗”。,二.隔震结构,在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能量向上传递。,立足于“隔”。,为,达,达,到,到,明,明,显,显,减,减,震,震,效,效,果,果,，,，,通,通,常,常,基,基,础,础,隔,隔,震,震,系,系,统,统,需,需,具,具,备,备,以,以,下,下,四,四,种,种,特,特,性,性,：,：,(1),承,载,载,特,特,性,性,：,：,具,具,有,有,足,足,够,够,的,的,竖,竖,向,向,强,强,度,度,和,和,刚,刚,度,度,以,以,支,支,撑,撑,上,上,部,部,结,结,构,构,的,的,重,重,量,量,；,；,(2),隔,震,震,特,特,性,性,：,：,具,具,有,有,足,足,够,够,的,的,水,水,平,平,初,初,始,始,刚,刚,度,度,，,，,在,在,风,风,载,载,和,和,小,小,震,震,作,作,用,用,下,下,，,，,体,体,系,系,能,能,保,保,持,持,在,弹,弹,性,性,范,范,围,围,内,内,，,，,满,满,足,足,正,正,常,常,使,使,用,用,的,的,要,要,求,求,，,，,而,而,中,中,强,强,地,地,震,震,时,时,，,，,其,其,水,水,平,平,刚,度,度,较,较,小,小,，,，,结,结,构,构,为,为,柔,柔,性,性,隔,隔,震,震,结,结,构,构,体,体,系,系,；,；,(3),复,位,位,特,特,性,性,：,：,地,地,震,震,后,后,，,，,上,上,部,部,结,结,构,构,能,能,回,回,复,复,到,到,初,初,始,始,状,状,态,态,，,，,满,满,足,足,正,正,常,常,的,的,使,使,用,用,要,要,求,求,。,。,(4),耗能特性,：,：隔震系,统,统本身具,有,有较大的,阻,阻尼，地,震,震时能耗,散,散足够的,能,能量，从,而降低上,部,部结构所,吸,吸收的地,震,震能量。,隔震系统,回,回顾,基础隔震,的,的概念早,在,在19世,纪,纪已有人,提,提过，广,义,义的隔震,方,方案则更,是,是源渊流,长,长，如北,京,京故宫就,设,设有糯米,加,加石灰的,柔,柔性减震,支,支座层；,现,现代的基,础,础隔震理,论,论和实践,开,开始于上,世,世纪,70,年代，基,础,础隔震方,案,案很多，,下,下面作简,单,单介绍,1.早期,隔,隔震技术,河合浩藏,的,的“地震,时,时不受大,震,震动的结,构,构”,右图是,1891,年河合浩,藏,藏的“地,震,震时不受,大,大震动的,结,结构”。,其,其隔震思,路,路是在地,基,基上并排,铺,铺设了数,层,层圆木，,并,并且把建,筑,筑物周围,挖,挖空，从,而,而地震时,可,可对上部,建,建筑起到,隔,隔震,J.A.Calantarients提出的,隔,隔震结构,右图是,J.A.Calantarients,于,1909,年提出的,隔,隔震结构,(,Base-isolated building,),方案。这,种,种隔震结,构,构在建筑,物,物结构与,基,基础之间,用,用滑石层,隔,隔开，地,震,震时建筑,物,物可以滑,动,动。,中村太郎,的,的隔震结,构,构,右图是中,村,村太郎于,1927,年提出的,隔,隔震结构,方,方案。在,这,这种隔震,系,系统中已,使,使用阻尼,泵,泵来耗散,地,地震动的,能,能量，并,且,且在该建,筑,筑地下层,柱,柱的上下,端,端采用铰,接,接构造，,建,建筑物可,以,以水平自,由,由移动。,柔性层隔,震,震结构(,Flexiblefirst-storybuilding,),柔性层结,构,构隔震概,念,念由,Martel,在,1929,年提出，,由,由,Green(1935,年,),和,Jacobasen(1938,年,),进一步加,以,以研究与,完,完善；下,图,图是真岛,健,健三郎于,1934,年的柔性,层,层结构。,地,地震时，,柔,柔性层进,入,入塑性，,结,结构的刚,度,度变小，,结,结构的基,本,本周期延,长,长，从而,导,导致上部,结,结构所受,的,的地震作,用,用减小。,滚动支撑,类,类隔震系,统,统,（,Roller bearing system,）,为克服柔,性,性层结构,所,所带来的,缺,缺陷，科,学,学家们相,继,继提出了,多,多种滚动,支,支撑类隔,震,震系统，,工,工作元件,有,有球形和,椭,椭圆形等,多,多种，但,由,由于其隔,震,震是有向,性,性的，而,地,地震是具,有,有无向性,，,，这些类,型,型的隔震,系,系统均未,能,能推广应,用,用。,2.最新,隔,隔震技术,隔震橡胶,支,支座,(,Thelaminated r,ubber bearing,),隔震系统,。,。,南加州大,学,学医院,(,TheUniversity of Southern California Teaching Hospital,),是橡胶支,座,座隔震系,统,统，这栋,八,八层医院,基,基础加速,度,度为,0.49g,，而顶层,加,加速度只,有,有,0.21g,加速度折,减,减系数为,1.8,。而抗震,结,结构橄榄,景,景医院,(,TheOlive View Hospital,),的底层加,速,速度为,0.82g,，而顶层,加,加速度为,2.31g,加速度放,大,大系数为,2.8,，由此可,见,见橡胶支,座,座隔震系,统,统的优越,性,性。,中南加州,大,大学医院,（,（隔震结,构,构）,橄榄景医,院,院（抗震,结,结构）,1994,年1月17日，美,国,国圣菲尔,南,南多发生,洛,洛杉矶地,震,震，震级M=6.7，直下,型,型地震，,死,死亡56,人,人，伤7300人,，,，损失很,大,大。,震中附近,有,有两座医,院,院，一座,为,为隔震结,构,构，另一,座,座为抗震,结,结构。,中南加州,大,大学医院,地下一层,，,，地上7,层,层，建筑,面,面积：33000,平,平方米；,占,占地：4100平,米,米；最高,高,高度：36。0m,；,；铅芯多,层,层橡胶隔,震,震器68,个,个，多层,橡,橡胶隔震,器,器81个,。,。,中南加,州,州大学,医,医院在,这,这次地,震,震及其,其,其后的,余,余震中,，,，6-8英尺,高,高的花,瓶,瓶等没,有,有一个,掉,掉下来,，,，建筑,物,物内的,各,各种机,器,器等均,未,未损坏,，,，医院,功,功能得,到,到维持,，,，成为,防,防灾中,心,心，起,到,到十分,重,重要的,作,作用。,橄榄景,医,医院（,抗,抗震结,构,构）,橄榄景,医,医院在1971年圣,费,费尔南,多,多地震,中,中受到,较,较大损,害,害，10年后,重,重建，,并,并增加,了,了抗震,强,强度。,在此次,地,地震中,，,，剪力,墙,墙产生,剪,剪切裂,缝,缝，设,备,备机器,、,、医疗,机,机械及,家,家具等,翻,翻倒，,病,病历等,资,资料掉,下,下、散,乱,乱。而,且,且水管,破,破裂，,各,各层浸,水,水，建,筑,筑物不,能,能使用,，,，完全,丧,丧失了,医,医院的,功,功能。,一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震，震源距离汕头市约200公里，汕头市烈度为6度，各类房屋摇晃厉害，居民惊惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。,日本阪神大地震,一九九五年一月十七日发生了日本阪神大地震。震级7.2级，是日本战后最大地震灾害。在这次地震中，有二幢隔震结构建筑得到了地震观测记录。从这些记录可以看到隔震房屋在大地震中发挥了隔震效果，证实了隔震结构的有效性。WEST大厦(西部邮政大楼)建筑面积46000m,2,，6层，是日本最大的隔震建筑。该建筑距震源东北35公里，在基础、l层和6层进行了地震记录观测。,213,263,300,基础,193,57,106,1层,377,75,103,6层,上下,南北,东西,地震观测,位置,方向,隔震橡,胶,胶支座,包,包括天,然,然夹层,橡,橡胶支,座,座、铅,芯,芯橡胶,支,支座，,高,高阻尼,橡,橡胶支,座,座等,。,天然夹,层,层隔震,橡,橡胶支,座,座,天然夹,层,层橡胶,支,支座构,造,造如图,所,所示。,天,天然夹,层,层橡胶,支,支座具,有,有较大,的,的竖向,刚,刚度，,承,承受建,筑,筑物的,重,重量时,竖,竖向变,形,形小，,而,而水平,刚,刚度较,小,小，且,线,线性性,能,能好。,由,由于天,然,然夹层,橡,橡胶支,座,座的阻,尼,尼很小,，,，不具,备,备足够,的,的耗能,能,能力，,所,所以在,结,结构使,用,用中一,般,般同其,它,它阻尼,器,器或耗,能,能设备,联,联合使,用,用。,铅芯隔,震,震橡胶,支,支座,铅芯隔,震,震橡胶,支,支座由,新,新西兰,的,的,ROBINSON,及其公,司,司最早,研,研制开,发,发，以,后,后在中,国,国、日,本,本、美,国,国、意,大,大利等,国,国家都,得,得到了,较,较大的,发,发展与,应,应用。,铅芯橡,胶,胶支座,构,构造如,图,图所示,。,。因为,铅,铅芯橡,胶,胶支座,不,不但具,有,有较理,想,想的竖,向,向刚度,，,，而且,本,本身具,有,有消耗,地,地震能,量,量的能,力,力，故,铅,铅芯橡,胶,胶支座,在,在结构,使,使用中,受,受到广,泛,泛欢迎,。,。,下图分,别,别是世,界,界上第,一,一栋采,用,用铅芯,橡,橡胶支,座,座隔震,的,的建筑,(,TheWilliamClayton Building,NewZealand,),和世界,上,上使用,铅,铅芯橡,胶,胶支座,中,中基底,面,面积最,大,大的建,筑,筑,(,日本,),。,日本,1997,年度评,定,定的隔,震,震建筑,中,中，采,用,用铅芯,橡,橡胶支,座,座隔震,房,房屋占,总,总数的,40%,，美国,在,在,1985,年以后,兴,兴建的,隔,隔震房,屋,屋中，,完,完全或,部,部分采,用,用铅芯,橡,橡胶支,座,座的隔,震,震房屋,占,占总数,的,的,60.7%,，我国,在,在已建,成,成的隔,震,震房屋,中,中，完,全,全或部,分,分采用,铅,铅芯橡,胶,胶支座,的,的隔震,房,房屋占,总,总数的,60%,。,三.消能减震结构,在结构中的某些部位设置消能装置，通过消能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结构地震反应。,消能装置有：,调频质量阻尼装置,由,质量、弹性元件和阻尼器构成的振动系统，将其安装在结构上，结构振动时引起该系统的共振，由此产生的惯性力反作用于结构，起到减小结构振动反应的作用。,调频液体阻尼装置,由具有一定形状的盛液容器构成，液体晃动时，液体对容器箱壁产生动压力，同时液体晃动产生阻尼吸收一部分能量。,液压质量控制装置,由液压缸、,活塞、管路和质量块构成，当结构由地面运动产生振动时，油缸的活塞推动管路中的液体，使液体和质量随之振动。结构的一部分振动能量传递给了该系统。,粘滞耗能装置,由缸体、,活塞、和液体构成，活塞在缸体内往复运动，粘滞液体从一端流向另一端产生阻尼力，阻碍结构的振动。,摩擦耗能装置由摩擦元件,构成，这些元件相互滑动产生摩擦力，从而耗散结构的部分振动能量。,金属耗能装置,由金属材料制成的耗能装置,，其耗能机理是通过金属元件的弹塑性变形来耗能。,粘弹性耗能装置,由粘弹性材料和约束钢板,构成，通过夹在钢板之间的粘弹性材料发生剪切变形而耗散能量。,1972年建成的110层纽约世贸大厦共安装了1万个粘弹性耗能装置；西雅图76层哥伦比亚大厦安装了260个粘弹性耗能装置；1988年北京饭店和北京火车站在抗震加固中，分别采用了法国和美国生产的粘弹性耗能装置。,演讲完毕，,谢,谢谢观看！,