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院士专稿|周福霖院士:隔震、消能减震与结构控制体系——终止我国城乡地震灾难的必然技术选择(六)
来源:   发布时间:2017-11-13   点击:28次
隔震、消能减震与结构控制体系

——终止我国城乡地震灾难的必然技术选择
(六)

消能减震技术及其应用

消能减震体系


结构消能减震体系,是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙等)设计成消能构件,或在结构的某些部位(节点或联结处)安装耗能装置(阻尼器等),在风荷载或小地震时,这些消能杆或阻尼器仍处于弹性状态,结构仍具有足够的侧向刚度,以满足正常使用要求。在中强地震发生时,随着结构受力和变形的增大,这些消能构件和阻尼器率先进入非弹性变形状态,产生较大阻尼,消耗输入结构的地震能量,使主体结构避免进入明显的破坏,并迅速衰减结构地震反应,从而保护主体结构在强烈地震中免遭过度破坏。


传统抗震结构是通过梁、柱、节点等承重构件产生裂缝、非线性变形来消耗地震能量的,而消能减震结构是通过耗能支撑、阻尼装置等产生阻尼,先于承重构件损坏而进行耗能,衰减结构震动,从而起到保护主体结构的作用(图11)。
与传统的抗震体系相比较,消能减震体系有如下的优越性:

1
传统抗震结构体系是把结构的主要承重构件(梁、柱、节点)作为消能构件的,地震中受损坏的是这些承重构件,甚至导致房屋倒塌。而消能减震体系则是以非承重构件作为消能构件或另设耗能装置,它们的损坏过程是保护主体结构的过程,所以是安全可靠的。
2
消能构件在震后易于修复或更换,使建筑结构物迅速恢复使用。
3
可利用结构的抗侧力构件(支撑、剪力墙等)作为消能构件,无须专设。
4
可衰减结构的地震反应20%?50%。

由于上述的优越性,消能减震体系已被广泛用于高层建筑、大跨度桥梁等结构的地震保护中。
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