隔震减震与结构控制初步(1).ppt

结构抗震设计思想的演化与发展
抗震结构

利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。
隔震结构
消能减震结构
立足于“抗”。

在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能量向上传递。
立足于“隔”。
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为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四种特性：
(1)承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量；
(2)隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震作用下，体系能保持
在弹性范围内，满足正常使用的要求，而中强地震时，其水平
刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；
(3)复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满足正常的使用要求。
(4)耗能特性：隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，从
而降低上部结构所吸收的地震能量。
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在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结在地基中的基础顶面分离开，从而限制地震动向结构物的传递。
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①满足竖向承载力的前提下，隔震装置的水平刚度尽可能小，使结构周期尽可能远离地震动的优势周期范围；
②保证在风作用下结构不致有太大的位移。
隔震原理与方法
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3常用隔震装置
(1)橡胶支座隔震
最常见的隔震装置
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(2)滚动隔震
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(3)滑动支座隔震
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(4)摇摆支座隔震
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隔震系统回顾
基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多，下面作简单介绍

河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”
右图是1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。其隔震思路是在地基上并排铺设了数层圆木，并且把建筑物周围挖空，从而地震时可对上部建筑起到隔震。
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(Base-isolated building )方案。这种隔震结构在建筑物结构与基础之间用滑石层隔开，地震时建筑物可以滑动。
中村太郎的隔震结构
右图是中村太郎于1927年提出的隔震结构方案。在这种隔震系统中已使用阻尼泵来耗散地震动的能量，并且在该建筑地下层柱的上下端采用铰接构造，建筑物可以水平自由移动。
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柔性层隔震结构(Flexible first-story building)
柔性层结构隔震概念由Martel在1929年提出，由Green(1935年)和Jacobasen(1938年)进一步加以研究与完善；下图是真岛健三郎于1934年的柔性层结构。地震时，柔性层进入塑性，结构的刚度变小，结构的基本周期延长，从而导致上部结构所受的地震作用减小。
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