論文：建筑結(jié)構(gòu)減隔震及結(jié)構(gòu)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)-wenkub
2022-11-13 21:52:02 本頁(yè)面
【正文】 結(jié)構(gòu)中為 提高延性設(shè)構(gòu)造柱與圈梁，形成一個(gè)較弱的框架。這些在實(shí)際應(yīng)用中得到了很不錯(cuò)的效果。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后 的模型 動(dòng)力學(xué)分析，即一次次的震害分析進(jìn)行修正、補(bǔ)充，得到一些建筑物在地震作用下的反應(yīng)機(jī)理及破壞形式，提出了一些建筑物抗?fàn)?的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)的基本原則。這些在實(shí)際應(yīng)用中得到了很不錯(cuò)的效果。 概 念設(shè)計(jì)的一些原則 1） 總體屈服機(jī)制。 3）強(qiáng)度均勻。 6）避開場(chǎng)地卓越周期區(qū)。 傳統(tǒng)抗震方法的缺點(diǎn)與不足 傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)主要利用主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件屈服后的塑性變形能和 來(lái)回 耗能來(lái)耗散地震能量，這使得這些區(qū)域的耗能性能變得特別 重要，而一旦由于某些因素導(dǎo)致這些區(qū)域產(chǎn)生問(wèn)題，將嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)的抗震性能，產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，由于破壞部位 在主要構(gòu)件處 ，其修復(fù)是很難進(jìn)行的。既要求主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，又要求延性好，很難實(shí)現(xiàn)。 2）剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有抗側(cè)剛度大，在水平地震作用下的側(cè)移小，其總的水平地震作用也大等特點(diǎn)，常見(jiàn)的震害一般來(lái)說(shuō)為墻面的斜向裂縫或是底部樓層的水平施工縫發(fā)生水平錯(cuò)動(dòng)，當(dāng)?shù)撞壳?，剪力墻的抗?cè)作用就很小，且剪力墻的耗能也基本集中與底部塑性鉸區(qū)域，上部墻 體對(duì)抵御強(qiáng)震無(wú)顯著作用。整個(gè)結(jié)構(gòu)在地震作用下，墻體很快超過(guò)自身的較小彈性極限變形，出現(xiàn)裂縫，水平承載力下降，此時(shí)框架尚未充分發(fā)揮自身的水平抗力；墻體開裂后，框架承擔(dān)的地震力增大，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)剛度的變化，地震作用效應(yīng)也發(fā)生了變化。通過(guò)在不同階段采取震動(dòng)方法控制措施，就成為不同的積極抗震方法。 ③結(jié)構(gòu)→被動(dòng)減震 被動(dòng)減震是通過(guò)采取一定的措施或附加子結(jié)構(gòu)吸收和消耗地震傳遞給主結(jié)構(gòu)的能量，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)震動(dòng)的目的。這種積極的結(jié)構(gòu)抗 震方法與傳統(tǒng)的消極抗震方法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： ①能大大減小結(jié)構(gòu)所收得的地震作用，從而可減低結(jié)構(gòu)造價(jià)，提高結(jié)構(gòu)抗?fàn)幍目煽慷取? 6 ④用 于高技術(shù)精密加工設(shè)備、核工業(yè)設(shè)備等的結(jié)構(gòu)物，只能用隔震、減震的方法滿足嚴(yán)格的抗震要求 （一）、隔震 基地隔震 1)橡膠墊隔震裝置 用于隔震裝置的橡膠墊塊，可用天然橡膠，也可用人工合成橡膠（氯丁膠）。另外，還有加消能裝置的，消能裝置有軟消能桿剪，鉛擠壓消能器，油阻尼器，光阻尼器等。 為控制滑板間的摩擦力，使之滿足隔震要求；在滑板間可以加設(shè)滑層。著名的 43 層香港匯豐銀行新大樓采用的就是懸掛結(jié)構(gòu)。當(dāng)強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，裝置柔性消震，體系進(jìn)入消能狀態(tài)。從振動(dòng)臺(tái)地震模擬試驗(yàn)結(jié)果及美國(guó)，日本建造的隔整結(jié)構(gòu)在地震中的強(qiáng)震記錄得知，隔 振體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)固定）加速度反應(yīng)的 1/3—— 1/10。在地面劇烈震動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)。并且安全度大大提高。 5)震后修復(fù)方便：地震后，只對(duì)隔震裝置進(jìn)行必要的檢查更換。而消能減震體系則是以非承重構(gòu)件作為消能構(gòu)件或另設(shè)阻尼器，他們的損壞過(guò)程是保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的過(guò)程，所以是安全可靠的。 由于上述的優(yōu)越性，消能減震體系被廣泛用于高層建筑的抗震，高聳構(gòu)筑物（塔、架等）的抗震或抗風(fēng)，單層工業(yè)廠房排架縱向抗震，管線系統(tǒng)減震保護(hù)等。構(gòu)件大都采用非彈性“彎曲”變形的消能減震性能，具有較高抵抗周疲勞破壞的能力。 ②阻尼器消能減震體系：在結(jié)構(gòu)的某些部位（支撐桿件、剪力墻與邊框聯(lián)結(jié)處、梁柱節(jié)點(diǎn)處等）裝設(shè)阻尼器（軟鋼阻尼器、擠壓鉛阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器等）。結(jié)構(gòu)震動(dòng)時(shí)，擺錘撞擊結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)震動(dòng)衰減。 (三）主動(dòng)控制減震 主動(dòng)控制減震體系是利用外部能源，在結(jié)構(gòu)受地震激勵(lì)震動(dòng)過(guò)程中，瞬時(shí)改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和施加控制力，以衰減結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的自動(dòng)控制體系。 ②處理器。 根據(jù)控制器的工作方式，主動(dòng)控制體系分三種類型： ①開環(huán)控制。
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