控振减震体系在既有建筑抗震加固中的应用

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摘要：随着地震灾害给人类造成损失的增加和人们对地震活动认识的加深，人们逐渐的认识到既有建筑抗震性能的重要性，抗震加固是提高未达到抗震设防的既有建筑的抗震能力必要手段。近几年随着人们对控振减震体系的深入研究，控振减震体系不仅仅在提高新建建筑的抗震能力中广泛的使用，在既有建筑抗震加固中也得到了广泛的推广。本文主要介绍控振减震体系的减震机理和在既有建筑抗震加固中的现实应用。

关键词：控振减震；既有建筑；抗震加固

Abstract: With the earthquake disaster to human beings by the increase of loss and people to know the deepening of seismic activity, people gradually realize the importance of both building, the seismic performance, improve the seismic strengthening is did not reach the seismic fortification of old buildings aseismic capacity necessary means. In recent years as people to control vibration damping system of thorough research, accused of vibration damping system not only improve new buildings in the seismic capability of extensive use, in the old buildings in the seismic strengthening also widely promotion. This paper mainly introduces the vibration damping system control damping mechanism and the influence of the building seismic strengthening real application.

Keywords: Control vibration damping; Both architecture; Seismic strengthening

中图分类号： TU352.1+1 文献标识码：A文章编号：

1概述

1.1 我国既有建筑抗震加固的必要性

我国地处环太平洋地震带和南亚至地中海地震带的交汇区，是世界上地震灾害最严重的国家之一。VII度以上的高烈度区覆盖了1/2的国土，其中包括23个省会城市和2/3的百万以上人口大城市；且多数地震属于板内地震，具有震源浅、频度高、强度大、分布广的特征。据中国地震局资料，仅2008年我国发生5级以上地震达97次之多。20世纪后半叶以来我国地震死亡人数占同期我国所有自然灾害死亡人数的1/2，占全球地震死亡人数的1/2，尤其是建国以来两次破坏性最大的地震1976年唐山地震和2008年汶川地震，其中唐山地震造成24万人死亡，汶川地震造成近七万人死亡，给人类灾难史上留下了重重的一笔。据有关数据统计显示，在地震伤亡人数中有90%～95%死于建筑物倒塌。因此提高既有建筑抗震能力，对于避免和减轻突发地震造成的损失有着极其重要的意义。

2控振减震体系

2.1 控振减震体系的内容及发展

控振减震体系是指包括基础隔震、被动消能及半主动和主动控制在内的结构防护体系。具体参见结构体系的分类表（表1.1）

隔震是应用最早、发展最成熟的建（构）筑物控振减震方法。古建筑中比较典型有：山西悬空寺（中国.5世纪）、故宫（中国.15世纪）、法龙寺五重塔（日本.8世纪）、镰仓大佛（日本.13世纪）等，现代建筑中比较典型的如：帝国饭店（日本.1921年）、Albany Court（英国.1966年）、帕斯坦劳奇小学（南斯拉夫.1969年）、朗格定克桥墩（新西兰.1981年）、加州圣丁司法事务中心（美国.1985年）及汕头市陵海路38号（中国.1993年）。在这些建（构）筑物先后经历的一次或多次震害中，与同时期的建（构）筑物相比，都表现出了隔震建（构）筑物优越的抵抗地震的能力。

3控振减震体系抗震加固的应用

（1）、隔震体系

利用隔震体系进行既有建筑的抗震加固是现存控振减震体系中应用最广泛的技术。对既有建筑的基础进行必要的防护之后，将原有建筑物的部分（或全部）基础与具有延长建筑自振周期和增大结构阻尼的支座或装置紧密的连接在一起。在遇到地震侵害时，不仅可以有效的避开近地场振动周期而不产生共振现象，而且可以使整个建筑物产生“整体平动”而不是传统抗震建筑自下而上的“放大型阵动”，从而有效的减小建筑物在地震中的振动，减小震害损失。。

（2）、被动消能体系

传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量．但问题在于结构受到1 次强烈地震时，结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时，如果受震时间稍长建筑物同样会受到严重的损伤．如果事先在结构物某些部位(如支撑、剪力墙、节点、连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等) 设置消能减震(阻尼) 装置,在风荷载和轻微地震下，装置处于弹性转台，结构体系具有足够的侧向刚度满足正常使用要求，在强风或强震作用下，随着结构受力和变形的增大，装置先于结构承重构件进入非弹性状态，大量消耗输入结构的振动能量，使主体结构减少或避免由于非弹性变形造成的损坏，从而避免结构产生破坏或倒塌。

（3）、半主动和主动控制体系

由于半主动和主动控制体系比较昂贵，目前在新建高耸建筑或有特殊抗震要求的建筑中应用比较多，应用于既有建筑抗震加固的国内外尚无相关报道，但基于其优越的抗震性能，应该会成为日后既有建筑抗震加固的发展方向。

4讨论

4.1 控振减震体系抗震加固现存问题及发展趋势

控振减震体系在既有建筑抗震加固中的应用范围越来越广，数量越来越多，现存的主要问题有以下几点：

（1）、缺乏统一完整的标准做指导，目前利用该技术对既有建筑的抗震加固大多是根据经验进行的，尽管在结构安全性上不会出现问题，但就其经济性而言，还需进一步完善。

（2）、随着控振减震体系形势日趋多样化，如何选择与既有建筑相适宜的抗震加固方法以及布置合理的装置成为摆在广发技术人员面前的又一难题。

未来发展趋势：

（1）、控振减震体系不段的完善，新的方法和技术不段的被提出来，在对既有建筑进行抗震加固时，有从单一的方法逐渐走向多种方法混合使用的趋势。

（2）、应用控振减震体系进行抗震加固的结构形势日趋多样，从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构等。

（3）、新的智能材料不段的被发现和改善，将有越来越多的智能材料逐渐的被应用到既有建筑的抗震加固中。

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