第十一章:隔震减震与结构控制

第十一章:隔震减震与结构控制

11.1 概述 11.2 隔震的原理与方法 11.3 减震的原理与方法 11.4 结构主动控制初步

11.1 概述

震源

产 生 地震波

传 递

建筑物所在场地

引 起

结构的地震反应

结构抗震设计思想的演化与发展

大
小

小
地
震
内
力
大

地震位移反应

地震剪力

结构抗震设计思想的演化与发展

反应接近地面地震运动 一般不发生结构强度破坏 导致材料的浪费 减少结构物的刚性

刚性结构体系

柔性结构体系 避免结构与地面运
动发生类共振
地震动作用下结构
位移过大 , 实践上
减轻地震力
的困难

延性 结构体系

结构抗震设计思想的演化与发展

适当控制结构物的刚度与强度

结构构件进入非弹性状态后仍具有较大的延性

通过塑性变形消耗地震能量

“ 坏而不倒 ”

“延性结构体系” 基本要求 实现延性结构体系 设计是工程师所追 求的抗震基本目标

结构抗震设计思想的演化与发展

延性结构体系的结构

被动抵御地震作用

当地基本烈度地震

作 用 建筑物

隔震、减震、 制振技术

可能进入非弹 某些生命线工程损失 性破坏状态 更是难以估量延性结 构体系的应用也有了 导 致 一定的局限性 装修与内部 巨大经济损失 设备破坏

一、概述

震源 传播途径 结 构 反 应
消震 隔 震 被动减震 主动减震
基 悬 耗 冲 吸
底 挂 能 击 振
隔 隔 减 减 减
震 震 震 震 振

11.1 概述

• 从控制理论的观点，上述方法又分为两大类减震方法：

• （ 1 ）被动控制方法。这种方法无外部能源供给，也称无源控制技术。 包括隔震技术和被动减震技术。

• （ 2 ）主动控制方法。这种方法有外部能源供给，也称有源控制技术。

• • 与传统的消极抗震方法相比，减震方法优点：

  • （ 1 ）减小地震作用，降低结构造价，提高结构抗震可靠度。隔震方法 能够控制传到结构上的地震力，克服确定荷载的困难。

  • （ 2 ）减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构件不破坏，减小震 后维修费用，对现代建筑，非结构构件的造价占总造价的 80 ％以上。

  • （ 3 ）隔震、减震装置的更换或维修比更换、维修结构构件方便、经济

  • （ 4 ）精密加工设备、核工业设备等结构物，只能用隔震、减震的方法 满足严格的抗震要求

结构抗震设计思想的演化与发展

隔 震 ： 隔离装置 地震动 结构 隔开

减小结构振动

主要方法

基底隔震 悬挂隔震

通过某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改 变地震动对结构作用的强度或方式，达到减小结 构振动的目的