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结构消能减震技术.doc

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文档介绍

文档介绍:. .
优选
构造消能减震技术
1、构造消能减震的根本概念
地震发生时地面震动引起构造物的震动反响,地面地震能量向构造物输入。构造物接收了大量的地震能量,必然要进展能量转换或消耗才能最后终止震动或消耗的最终完成。
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优选
构造消能减震体系,就是把构造物的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件,或在构造的某部位(层间空间、节点、联结缝等)装设消能装置。在风或小地震时,这些消能构件或消能装置具有足够的初绐刚度,处于弹性状态,构造物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现中、强地震时,随着构造侧向变形的增大.消能构件或消能装置率先进人非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输人构造的地震能量,使主体构造防止出现明显的非弹性状态,并且迅速衰减构造的地震反响(位移、速度、加速度等),从而保护主体构造及构件在强地震中免遭破坏,确保主体构造在强地震中的平安。
消能减震构造体系与传统抗震构造体系相比照,具有下述优越性:
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优选
①平安性:传统抗震构造体系实质上是把构造本身及主要承重构件(柱、梁、节点等)作为"消能〞构件。按照传统抗震设计方法.容许构造本身及构件在地震中出现不同程度的损坏。由于地震烈度的随机变化性和构造实际抗震能力设计计算的误差,构造在地震中的损坏程度难以控制;特别是出现超烈度强地震时,构造难以确保平安。
消能减震构造体系由于特别设置非承重的消能构件(消能支撑、消能剪力墙等)或消能装置,它们具有极大的消能能力,在强地震中能率先消耗构造的地震能量,迅速衰减构造的地震反响,并保护主体构造和构件免遭损坏,确保构造在强地震中的平安。
据我国对消能臧震构造的振动台试验(冼巧玲、周福霖、俞公骅,1995)及国外学者完成的振动台试验(Pull,1988;Kelly,1990;
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优选
soong,1992)可知,消能减震构造与传统抗震构造相比照,其地震反响减少40%~60%。
另外,消能构件(或装置)属"非构造构件〞,即非承重构件,其功能仅是在构造变形过程中发挥消能作用,而不承担构造的承载作用,即它对构造的承载能力和平安性不构成任何影响或威胁。所以,消能减震构造体系是一种非常平安可靠的构造减震体系。
②经济性:传统抗震构造采用"硬抗〞地震的途径,通过加强构造、加大构件断面、加多配筋等途径中提高抗震性能,因而,抗震构造的造价大大提高。
消能减震构造是通过"柔性消能〞的途径以减少构造地震反响,因而,可以减少剪力墙的设置,减小构造断面,减少配筋,而其耐震平安度反而提高。据国外工程应用总结资料。采用消能减震构造体系比采用传统抗震构造体系,可节约构造造价
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优选
5%~10%。假设用于旧有建筑构造的耐震性能改造加固,消能减震加固方法比传统抗震加固方法,节省建造价10%~60%。
②技术合理性:传统抗震构造体系是通过加强构造,提高侧向刚度以满足抗震要求的:但构造越加强.刚度越大,地震作用(荷载)也越大.只能再加强构造。如此恶性借环,其结果,除了平安性、经济性问题外,对于采用高强、轻质材料(强度高、断面小、刚度小)的高层建筑、超高层建筑、夫跨度构造及桥梁等的技术开展,造成严重的制约。
消能减震构造那么是通过设置消能构件或装置,使构造在出现变形时大量迅速消耗地震能量,保护主体构造在强地震中的平安。构造越高、跨度越大,消能减震效果越显著。因而,消能减震技术必将成为采用高强轻质材料的高柔构造
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优选
(超高层建筑、大跨度构造及桥梁等)的合理新途径。
由于消能减震构造体系有上述优越性,已被广泛、成功地应用于"柔性〞工程构造物的减震(或抗风)。一般来说,层数越多、高度越高、跨度越大、变形越大,消能减震效果越明显。所以多被应用于下述构造:
①高层建筑,超高层建筑;②高柔构造,高耸塔架;③大跨度桥梁;
④柔性管道、管线(生命线工程);⑤旧有高柔建筑或构造物的抗震(或抗风)性能的改善提高。
构造消能减震体系由主体构造和消能构件(或装置)组成,可按消能构件的不同"构件型式〞和消能装置的不同"消能型式〞分类,详见以下图所示。
2、消能构件的不同构造形式
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优选
构造消能减震体系中的消能构件(或装置),按照其构造形式可以做成:
图2 消能支撑
消能构件的不同构造形式
①消能支撑:消能支撑可"代替一般的构造支撑,在抗震(或抗风)中发挥支撑的水平刚度和消能减震作用。消能支撑可以做成方框支撑、圆框支