消能减震结构抗震设计应用的探讨.doc

消能减震结构抗震设计应用的探讨.doc消能减震结构抗震设计应用的探讨
消能减震结构抗震设计应用的探讨
摘要：本文在介绍消能减震体系优越性的基础上，简 述了抗震设计理论以及减震技术的发展与研究状况，并对 消能减震结构体系的抗震设计思路与计算方法进行了探讨, 为发展、完善消能减震结构的抗震设计提供了参考。
消能减震结构发展至今，正在逐步走向成熟，世界上 很多国家包括我国在抗震设计规范或规程中都制定有消能 减震设计的有关规定或指导意见，越来越多的实际工程采 用了消能减震体系，都一致认同它具有良好的抗震性能， 可以预见消能减震技术有着广阔的应用前景。但是目前的 情况还存在一些消能减震结构的分析计算和实用设计方法 的问题需要进一步深入研究。
相对传统抗震技术，消能减震体系具有很多优越性[1]:
安全可靠、有效减震：消能减震结构体系由于设置非 承重的消能装置，它们具有很强的耗能能力，在强地震中 能率先消耗结构的地震能量，迅速衰减结构的地震反应， 并保护主体结构和构件免遭损坏，确保结构在强地震中的 安全。
经济、节省工程造价：消能减震结构虽然增设某些消 能装置，但主体结构所承受的地震作用大大减小，故可减
少构件断面，减少构件配筋，扩大跨度，增加高度等等，
结构物的总造价反而节省。
使建筑结构设计不受太多限制：由于采用消能控制装 置，结构本身所受的地震作用大大减少，因而可以突破传 统结构对结构设计的某些严格限制，按照建筑结构的功能 要求，做成非规则结构、大跨度结构、大开间结构、框架 与砖混结构、超高层抗震抗风结构等等。使建筑师从“抗 震”限制中解放出来，比较自由地对建筑物或结构物进行 建筑设计，而其抗震能力通过减震装置加以保证。
技术合理性：消能减震结构则是通过设置消能构件或 装置，使结构在出现变形时大量迅速消耗地震能量，保护 主体结构在强地震中的安全。结构越高、越柔，跨度越大, 消能减震效果越显著。由于消能减震结构体系的上述特 点，已被广泛、成功地应用于“柔性”工程结构物的减震。 一般来说，层数越多、高度越高、跨度越大、变形越大， 消能减震效果将越明显。
适应范围广：消能减震体系既适用于新设计的工程结 构，也适用于已有工程结构的抗震加固或抗风性能的改善; 既适用于量大面广的一般建筑结构、住宅建筑，也适用于 地震时要求保证绝对安全的重要工程结构可能产生放射性 物质、剧毒物质泄漏或剧毒气体扩散、爆炸及其他有重大 政治、经济、社会影响的建筑物，超高层建筑、大跨度桥
梁、城市生命线工程、卫星地面站、海洋平台等等。
检测修复方便：由于消能减震结构师通过外设消能装 置而不是通过结构本身达到抗震要求的，故对其抗震性能 的检测修复也只限于外设装置，维修、更换都很方便，这 比检测后修复结构物本身要快捷方便得多。因此它能确保 地震后的快速修复，这对地震后尽快恢复正常生产和生活 具有十分重大的意义。
正是消能减震结构有着以上诸多优点，使其在工程上 具有很广阔的应用前景，也愈来愈受到国内外研究人员的 重视。据不完全统计，至今开展消能减震技术研究的国家 已有20多个，在实际应用工程中取得了明显的效果。
工程结构减震控制[2 ] [3] [4]是指在结构的特定部位安 装某些特殊装置、某种机构、某种子结构或施加外力，以 改变或调整结构的动力特性和动力作用。
近年来，随着各国在消能减震方面