--建筑结构减震控制研究现状和抗震措施.ppt

现代建筑代建筑结构减震控制研究构减震控制研究现状和主要抗震措施状和主要抗震措施制作者：土木09-3班1.1.1.背景介背景介绍建筑建筑结构构设计中是否充中是否充分考分考虑抗震不足、是否抗震不足、是否合理的运用了相关的抗合理的运用了相关的抗震措施是事关人民生命震措施是事关人民生命财产安全的重要安全的重要问题,在我国在我国连续发生四川汶生四川汶川地震、玉川地震、玉树地震等地地震等地质灾害以后灾害以后,人人们开始开始更加注重建筑物的抗震更加注重建筑物的抗震设计。2.随着土木工程建筑随着土木工程建筑高度的不断增加和高度的不断增加和轻质高高强材料的大材料的大量使用，高量使用，高层建筑建筑的的刚度日益降低，度日益降低，对地震也越来越敏地震也越来越敏感。感。传统的的单纯依依靠增加靠增加结构构刚度的度的抗震方法抗震方法显然已然已经不再适不再适应要求，取要求，取而代之的是而代之的是结构减构减震控制措施。震控制措施。3.2.2.减震控制研究减震控制研究现状状土木工程土木工程结构减震控制一般包括被构减震控制一般包括被动控制、控制、主主动控制、半主控制、半主动控制和混合控制。控制和混合控制。目前，被目前，被动控制已控制已经广泛广泛应用于工程用于工程领域，域，而主而主动和半主和半主动控制控制还处在理在理论和和实验研研究究阶段。段。4.被动控制 被被动控制主要是控制主要是进行基行基础隔震和耗能减隔震和耗能减震。震。基基础隔震是在上部隔震是在上部结构和基构和基础之之间设置置水平柔性水平柔性层，延，延长结构构侧向振向振动的基本周的基本周期，从而减小水平地震地面运期，从而减小水平地震地面运动对上部上部结构的作用。构的作用。结构耗能减震是在构耗能减震是在结构中构中设置非置非结构构构构件的耗能元件，件的耗能元件，结构振构振动使耗能元件被使耗能元件被动地往复相地往复相对变形或者在耗能元件形或者在耗能元件间产生往生往复运复运动的相的相对速度，从而耗散速度，从而耗散结构振构振动的的能量，减能量，减轻结构的构的动力反力反应。5.主动控制 主主动控制是以控制是以现代控制理代控制理论为基基础，对结构反构反应或或环境干境干扰进行行实时跟踪和跟踪和预测，在精确的在精确的结构模型基构模型基础上运算和决策最上运算和决策最优控制力，并通控制力，并通过作作动器器对结构施加控制力构施加控制力以减小或抑制以减小或抑制结构的构的动力反力反应。主主动控制分开控制分开环控制和控制和闭环控制两种，控制两种，开开环控制是直接控制是直接对结构构环境干境干扰进行量行量测，根据根据测量数据分析并量数据分析并综合出控制律；而合出控制律；而闭环控制是在控制是在结构反构反应观测基基础上上实现的主的主动控制。控制。6.半主动控制 半主半主动控制是控制是应用少量外部能量或不需用少量外部能量或不需要外部能量要外部能量,通通过对控制系控制系统中中结构参数构参数的的实时调整来抑制整来抑制结构构动力反力反应。它既有。它既有被被动控制系控制系统的可靠性又有主的可靠性又有主动控制系控制系统的的强适适应性性,且造价适中且造价适中,因而在未来将有因而在未来将有广广阔的的发展前途。展前途。7.新型研究成果耗能耗能阻尼器阻尼器 铅橡胶复合橡胶复合阻尼器阻尼器 组合合钢板耗能板耗能器器 新型新型弹塑性摩擦复合耗能塑性摩擦复合耗能器器主主动控制控制 无无能源主能源主动控制的新型控制控制的新型控制方方案案8.3.3.隔振和消能减震措施隔振和消能减震措施隔震隔震设计指房屋基指房屋基础、底部或下部、底部或下部结构与上部构与上部结构之构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件件组成具有整体复位功能的隔震成具有整体复位功能的隔震层，以延，以延长整整个个结构体系的自振周期，减少构体系的自振周期，减少输入上部入上部结构的构的水平地震作用，达到水平地震作用，达到预期防震要求；期防震要求；消能减震消能减震设计指在房屋指在房屋结构中构中设置消能器，通置消能器，通过消能器的相消能器的相对变形和相形和相对速度提供附加阻尼，速度提供附加阻尼，以消耗以消耗输入入结构的地震能量，达构的地震能量，达预期防震减震期防震减震要求。要求。9.主要隔震措施建筑物地基采用特殊材料隔震建筑物地基采用特殊材料隔震 建筑物基建筑物基础隔震隔震,主要是主要是对建筑物的基建筑物的基础部部分分进行特殊行特殊处理理,削弱地震削弱地震时的地震波的地震波,从而减从而减少地震少地震对建筑物的建筑物的损害。害。曾曾经有人以糯米有人以糯米为原材料原材料,在建筑物的基在建筑物的基础部分部分设置置垫层,减少地震减少地震对建筑物的建筑物的损害害。现已研究出已研究出以以沥青青为原料研究出一种特殊材料原料研究出一种特殊材料,以此以此设置隔震置隔震层效果更好。效果更好。10.建筑物基建筑物基础设置隔震装置减震置隔震装置减震 这一种隔震措施主要是在建筑物的基一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上与上部建筑之部建筑之间设置特殊装置置特殊装置,减少地震向上减少地震向上传递,最高可减少地震最高可减少地震对建筑物建筑物传递能量的能量的2/3,2/3,但是但是,这种措施的缺陷是不适用于高种措施的缺陷是不适用于高层建筑建筑,因因为在在高高层建筑建筑设置置这种装置会延种装置会延长建筑建筑结构自身的构自身的自振周期自振周期,起不到减小地震起不到减小地震对建筑物建筑物损害的目害的目的。的。通常采用的通常采用的办法有法有:摩擦滑移隔震、粘摩擦滑移隔震、粘弹性性隔震等几种隔震等几种,设置的装置有橡胶置的装置有橡胶垫、混合隔震、混合隔震装置等。装置等。11.建筑物建筑物层间隔震措施隔震措施 层间隔震隔震这种策略主要适用于旧房改建种策略主要适用于旧房改建,在在施工方面具有施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物、易操作的特点。与建筑物基基础部分部分设置隔震装置的置隔震装置的办法相比法相比,层间隔震隔震的效果非常明的效果非常明显,减震的效果可以达到减震的效果可以达到1/103/101/103/10的范的范围。这种策略主要是依靠种策略主要是依靠设置在建筑置在建筑结构各构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量隔的减震装置吸收或者削弱地震能量,从而减从而减小地震小地震对建筑物的危害建筑物的危害,设置的装置基本与基置的装置基本与基础隔震的相同。隔震的相同。12.建筑物建筑物结构构悬挂隔震挂隔震 悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构构悬挂起来挂起来,也就是我也就是我们通常所通常所说的的悬挂挂结构构,这样,当地震来当地震来临时,地震的能量不会地震的能量不会传递给悬挂起来的挂起来的结构构,从而达到减小地震从而达到减小地震损害的目的。害的目的。这种隔震方式最常种隔震方式最常见于大型于大型钢结构构,大型大型钢结构构总是采用是采用钢结构构悬挂体系挂体系,以此隔震。以此隔震。13.常用的减震技术 建筑物建筑物结构构设计中常用的消能减震技中常用的消能减震技术是是借助建筑物意外的部件来增加建筑物的阻尼借助建筑物意外的部件来增加建筑物的阻尼,消耗地震消耗地震传递给建筑物建筑物结构的能量构的能量,避开建筑避开建筑物因地震而受到物因地震而受到损害。害。用于减小地震用于减小地震对建筑物建筑物损坏、保坏、保护建筑物建筑物安全的装置和元件很多安全的装置和元件很多,通常都是各式各通常都是各式各样的的消能器和阻尼器消能器和阻尼器,我我们习惯上把上把这些装置分些装置分为滞回型和粘滞型两种。滞回型和粘滞型两种。14.4.4.研究前景研究前景 减震技减震技术作作为一一门新新兴应用技用技术，是，是具有十分良好的具有十分良好的发展前景的展前景的。同同传统的抗震体系比的抗震体系比较，隔震与建筑，隔震与建筑技技术具有安全、有效、适用、可靠、造价具有安全、有效、适用、可靠、造价低等低等优点。特点。特别是在是在应对突突发性的地震灾性的地震灾害害时，隔震和减震技，隔震和减震技术的的应用起到的减少用起到的减少震中破坏、倒塌，一方面既人民的生命震中破坏、倒塌，一方面既人民的生命财产安全，同安全，同时也保也保护了建筑了建筑结构本身，其构本身，其存在的存在的优势决定了决定了该项技技术在工程在工程应用具用具有广泛的有广泛的发展前景。展前景。15.谢谢!Thank you16.