第二章 工程结构减震控制.ppt

第二章结构控制与防灾减灾§ 结构控制基本原理工程结构减震控制是在结构的特定部位,装设某种装置(如隔震垫等),或某种机构(如消能支撑;消能剪力墙;消能节点;消能器等),或某种子结构(如调频质量等),或施加外力(外部能量输入),以改变或调整结构的动力特性或动力作用。这种使工程结构在地震(或风)作用下的动力反应得到合理的控制的体系,称为“工程结构减震控制体系”,其相关的理论、技术和方法, 统称为“工程结构减震控制”。 1 式中 M,C,K—结构的质量、阻尼和刚度; F(t) —外部作用( 包括地震或风或可能施加的外力);—结构在外部荷载作用下的加速度、速度和位移反应; —地面地震加速度。 gx ?? gx ??一般结构的动力方程式为: 2 § 结构控制技术 34 § 结构控制的效果减震效果: 隔震结构 8%~25% 消能结构 30% ~60% TMD 被动控制结构 30% ~60% 主动控制结构 10% ~50% 节省造价如下: 隔震结构 3 % ~20 % 消能减震结构 3 % ~10 % 被动或主动控制结构 5 % ~20 % 5 § 工程结构减震控制的发展及应用现状一、中国古建筑隔震消能技术应用我国的古建筑、古结构物能成功抗御多次强烈地震而完整保留至今者,其隔震消能减震技术的应用主要表现在下述的四个特点: (1) 柱基“铰接”隔震消能:柱子“自由”地( 不是“固定”地) 落在基台上,且柱脚与基台之间有石质榫墩或木楔作柱座,形成柔性·铰结”, 既能防止木柱的潮湿和朽蚀,又起到隔震消能作用,见图 3-1-1 。 67 (2) 殿基、墙基或塔基滑移隔震消能:建筑结构基底砌筑在条石、整体片石或块石上。条石、片石或块石之间柔性叠砌,容许滑动或摩擦,地震时形成“隔震”或消能基础,大大衰减结构地震反应,见图 3-1-2 。(3) “斗拱”消能节点:梁柱节点及屋檐节点都做成“斗拱”,不但节点荷载分配均匀合理,而且此种“斗拱”节点是一种极优的“消能节点”,在承受很大的节点变形过程中多道“榫接”的摩擦及塑性变形,消耗大量的地震能量,大大衰减建筑物的地震反应,使建筑物不破坏、不倒塌,完整无损,见图 3-l-3 。 8910