减震技术的基本原理
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减震技术的基本原理范文第1篇
【关键词】抗震设计；性能减震；结构减震思路；结构减震技术
1 土木工程结构抗震性能原理分析
1.1 基本原理
当代土木工程抗震的研究已经进入到了一个新的阶段，人们对位移、能量等对建筑的影响进行了深入的研究。在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式，即土木减震结构在设计中满足使用功能外，利用不同的位移指标对结构进行性能调整，从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制，对地震的反应和损伤程度进行评价与预防，使其在预期的控制范围，从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响，其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。性能目标所包括的有土木工程的场地、结构、重要性、投资效益、地震损失与重建因素等，以此对不同的抗震设计要求可以规定其结构到达适当的性能标准，即土木工程结构在某一个地震设防的水准下达到最大的损伤程度。同时其控制可以从土木工程的经济性上进行控制，即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用，将损失控制在最小。
目前结构抗震性能设计的方法有：承载力、位移分析、能量设计等，这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出，提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果，此方法可以直接对结构损坏情况进行评估，但是参数的选择则比较困难，因为无法选定一个相对固定的标准，因此使用起来较为困难。
1.2 性能设计理念
所谓性能抗震是设计就是先选定一个标准，将其确定为设计的目标，利用恰当的设计形式与合理的规划与结构选择、比例确定。保证土木工程的结构与非结构的细部构造设计更加合理，并控制其建造的质量与维护措施，使得工程在一定等级的地震影响下将破坏控制在一定的范围内。总结国内外的性能抗震设计思路主要有：对工程的整体结构进行合理协调；确定建筑的性能水平与性能目标，并保证其合理；概念性设计与西部抗震构造的结合；合理设计方法实现合理的性能目标等。
2 结构性减震技术
2.1 结构减震的基本原理
减震的思路是根据结构的地震反应，通过自动控制或者执行系统，主动的对结构施加一定的控制力，达到减小地震对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种：一是被动控制技术，此种方法没有外部能源的供给，也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种。主动控制技术则是为系统提供能源供给，也是一种有源减震技术。
2.2 减震技术的优势
目前在实际的土木工程中应用的减震技术有隔震与减震，其中隔震的措施应用较为广泛。此两种方式研究与应用都起始于上个世纪中期，末期技术提高了发展的速度与研究水平。这些积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方式相比较优势如下：
2.2.1 结构性抗震与减震可以大幅度降低结构在地震作用中的变形，尽量使非结构件产生较少的破坏，从而减少震后的维修成本，对于一些典型的现代建筑非结构部分如：幕墙、饰面、公用设施等造价逐步提高，甚至可以达到建筑造价的五成以上，因此减少其损坏有现实意义。
2.2.2 可以大幅度降低结构部件受到的地震的影响，从而降低结构抗震的成本支出，提高结构抗震的可靠性。同时隔震方法可以准确的控制传导至结构上的最大地震应力，从而克服了设计抗震结构的难度，不需要准确确定载荷。
2.2.3 隔震与减震设施在地震后会产生变形与损坏，对其进行复位与修理也相对与结构修复更加的简单与经济，因此可以降低建筑震后的恢复费用。
2.3 结构减震的适应性
在对结构减震的实践中，证明采用隔震结合消能减震的技术可以对高烈度的地震进行防范，在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响，其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内，降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应，从而减轻或者消除了结构部件的损坏，对土木工程起到了很好的保护效果。同时将隔震与消能减震的设计可以将非线性与大变形组件统一进行控制与保护，利用阻尼器与隔震支座对其进行保护，这样就可以将设计、试验、建造的重点放在这些构件上，使得减震设计更加的具有目的性。因为结构处在弹性变形中因此对其进行分析与设计就更加的简单，分析结果越发可靠。
3 结束语
结构减震的技术从提出到今天已经有了长足的进步，在着几十年的时间里证明其相对于延性设计的方法而言，结构减震技术可以认为是对传统抗震设计的变革。全球多个地区的学者对此都作出了贡献，他们在此研究领域作出了大量的试验与理论研究，整个研究呈现出多元化发展的局面，且都获得了一定的成果。如：日本的学者在减震理论、设计方法、产品开发等方面都处在较为先进的位置。结构减震对地震破坏的控制理论种类多样，而产生的减震装置也类型众多，减震控制技术已经可以应用在大多数的土木工程中，从桥梁到建筑，从多层结构到高层结构，从钢筋混凝土结构到钢结构。在众多结构减震技术中研究成果较为成熟且应用广泛的就是前面提及的隔震与消能减震技术。其中隔震的技术在各类型的减震技术中效果较好，但是其应用的范围较为狭窄，对于超高层或者高宽比较大的土木工程建筑并不适用，因此其研究的方向集中在：高程减震的隔震设计理论与方法研究；从土体-基础-结构共同协调作用入手的隔震结构的受力分析；高阻尼橡胶减震设施、位移支座的开发等。虽然消能减震技术的抗震效果不如隔震技术措施，但是其应用的范围广泛，目前研究发展的重点是：消能减震结构的应用设计；隔震阻尼其的研发与标准化制定。总之，未来的抗震结构设计应在消除地震负面影响的思路上发展，并以此为基础设计出更加实用的隔震与减震结构，保证建筑在地震中受到的破坏最小。
参考文献：
[1]王卫勇. 浅议结构减震在建筑中的应用[J].山西建筑, 2008,(19)
减震技术的基本原理范文第2篇
关键词：建筑抗震；基本原理；抗震技术；加固技术
Abstract: following the Wenchuan and Yushu after the earthquake, and the recent earthquake in Ya'an, China will likely to enter the active period of earthquakes, more and more people begin to focus on building aseismic. This paper mainly analyzes the basic principle of seismic design of buildings, and expounds the main seismic technology, combining with seismic design method of "GB50011-2010" Specification for seismic design of buildings of architectural structure analysis.
Keywords: building seismic; basic principle; seismic technology; reinforcement technology
中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
建筑抗震的基本原理
近年来，我国发生了几次大地震，人们越来越关注建筑抗震能力，建筑抗震是基于怎样的原理呢？在地震发生时，地壳内部会释放出巨大的能量，这些能量在传递到周边时会对建筑产生一定的震动，严重时会导致建筑严重毁坏甚至坍塌。地震时建筑物受到的震动程度是与其本身的阻尼相关，建筑物的阻尼越小，那么建筑对本次地震的能量的吸收就比较小，振动越剧烈，反之亦然。所以，建筑工程中所研究的建筑抗震，就是致力于提高建筑的阻尼，从而增大对地震所释放能量的吸收和消耗量，从而达到减轻振动、减少损害的目的，这是建筑工程结构抗震技术区别于传统抗震技术的根本所在，结构抗震技术是将地震看作一种能量的释放过程，透过增加建筑物阻尼的方式主动抗震，从而减轻地震对建筑物的破坏。而传统的抗震力法只是将地震看作是一种力的作用，透过增强建筑物的刚度和强度的方式实行被动防震，效果并不理想。
我国传统建筑的抗震模式属于被动抗震，即依靠破坏抗震构件来抵抗地震来袭。当地震来临，给建筑带来冲击，建筑发生晃动，抗震构件遭到破坏发生裂缝，裂缝抵消地震的部分能量，从而就减轻了建筑本身的破坏，也就是说建筑得以最小坏的伤害是以构件的破坏为代价的。按照《建筑抗震设计规范》，抗震设计的大理念是“大震不倒、中震可修、小震不坏”。要求建筑在发生较小强度地震时，结构不允许发生任何破损。在发生设防烈度的地震时，允许结构构件发生损坏，地震后经过结构修复，建筑物要能够继续正常使用。当发生罕见的超过设防烈度的大地震时，建筑物可能内部损坏比较严重，结构无法修复，但要求尽量保证建筑不倒塌、不伤人。所有的建筑物，不管是民用住宅还是工业用建筑、机关学校，都要严格按照这个规范来设计建造，通过精确计算和采用构造措施来保证规范的执行。
2 常见的建筑物抗震技术探讨
2.1被动控制
所谓被动控制，一般是在建筑的某个部分增加子系统，或者改变建筑的某些构件，通过改变建筑的动力特性增加其抗震性能。被动控制的抗震技术是目前主流的抗震技术之一，主要分为基础隔震和耗能隔震两个方面。
（1）基础隔震
基础隔震在近年来的得到了较广泛的应用，尤其是部分传统古老建筑的防震加固中应用比较多。最近发生的雅安地震中，芦山县人民医院门诊综合楼表现出良好的隔振效果，近乎完好无损，其主要也是通过构建机构来阻隔地震时的能量。基础隔震技术的结构形式比较多样，涵盖了组合结构、钢机构、混凝土结构和木结构。随着技术的不断发展，隔震装置也得到了极大的丰富和增加，摩擦滑移隔震、层橡胶垫隔震、支撑式摆动隔震、珠及滚轴隔震以及混合隔震等都成为了目前比较受欢迎的隔震技术。
（2）耗能减震
耗能减震故名思议，就是以“耗”为代价的减震方式，将建筑物的部分构件设计成耗能元件，或者直接在建筑上装阻尼器。当地震袭来之时，这些耗能元件和阻尼器都处于弹性状态，减少来自地震的能源，从而使得建筑物的侧向刚度增强。当遇到大的地震时，阻尼器和耗能元件就处于非弹性的状态，增加建筑的阻尼，大量吸收和消耗地震能量，使建筑物的主体振动大大减小，进而达到保护建筑物的效果建筑物耗能减震技术的原理是将地震能量导向特别的元件或者机构并加以吸收和消耗，进而减轻建筑物主体的损耗。
2.2主动控制
主动控制是目前抗震效果最好的技术之一，但是鉴于其复杂性，应用范围并不十分广泛。主要是依靠外部能源来加以实现，而且需要较大的外部能源，通过施加与振动力反方向的作用力来实现减震效果，主动拉索系统、主动质量阻尼系统、主动空气动力挡风板系统、主动支撑系统以及气体脉冲发生器等都是目前主流的抗震装置。
2.3半主动控制
考虑到主动控制操作复杂，而且要求较高的能源，半主动控制的优点就显而易见了，它不需要强电，只需要弱电装置就可以供应，比如蓄电池等平主动控制抗震技术通常使用开关来控制，透过开关来调节控制器的状态，进而改变建筑物的动力特性当前建筑业比较常用的建筑物平主动控制减震装置有：可变阻尼系统、可变刚度系统、可控液体阻尼器、主动调节参数质量阻尼系统以及可控摩擦式隔震系统等。
在以上三种建筑上程结构抗震技术中，主动控制抗震技术拥有最好的抗震效果，但是因为它所需外部能量大，再加上控制系统比较复杂，所以在实际运用上反而不够普及；被动控制抗震技术实用性比较大，当前发展迅速，应用最为广泛；半主动控制抗震技术集合了各种抗震技术的优势价格低，精度较好，有着良好的发展前景。
3建筑结构的抗震设计方法
我国GB50011-2010《建筑抗震设计规范》颁布并沿用至今的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则已经受了历史的考验，与当今世界上抗震设计较先进的国家如美国、日本、欧洲等大致相同。所不同的是，他们以设防烈度地震即中震的地震动参数进行构件的承载力设计，我国则以多遇烈度地震即小震作为设计依据。前者验算中震作用下结构构件的安全性，同时也就保证了“震不坏”；后者辅加各种以小震作用组合及地震作用调整系数进行结构构件的承载力设计，满足较大安全系数的小震组合的承载力要求，也就保证了“中震可修”，从最终结果看，有安全度的高低，但并无原则性的差别。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
结束语：我国的建筑结构抗震工作已经取得很大的成就，要在已有的基础上得到进一步的改进和发展，则不但关乎工程技术，也关乎公共政策。我们期望，随着社会经济的发展、国力的增强，适当提高建筑结构的安全度和耐久性，从而使结构有更多的“保有耐力”来抵御发生概率小、破坏性大的强震；在地震高烈度区的乡村，普及简易的房屋抗震基本构造，对贫困农民自建房有必要的资金扶持；在工程技术方面，加强结构抗震设计的基础研究，为新一代设计规范的修编提早做准备等等。
参考文献：
[1] 李延萍，赵冰.论建筑设计在建筑抗震设计中的重要性[A].河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[C].2009
减震技术的基本原理范文第3篇
关键词：抗震设计；基本原则；隔震技术
Abstract: At present, a new type of seismic isolation technology -- a killing with kindness, people pay more and more attention. Based on the analysis of the basic principle of seismic structure design, mainly introduced the principle, advantages and application of seismic isolation technology architecture design method in seismic zone.
Key words: seismic design; basic principle; isolation technology
中图分类号：TU74
1、建筑抗震结构设计的基本原则
1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2 尽可能设置多道抗震防线。①一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层（部位）的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2、建筑隔震结构设计分析
2.1 结构设计参数。建筑隔震橡胶支座结构设计时的主要参数有：
①形状系数，第一形状系数S1主要体现薄钢板对橡胶板的约束效果，第二形状系数S2主要反映橡胶支座在受压时的稳定性。根据国内外研究成果和工程经验，一般取S1≥15，S2=3～6。
②外形尺寸。已有研究结果表明：橡胶支座发生的水平变形在高达支座平面尺寸的60％时也是安全的，因此推荐的支座直径为D=DT/O．6(DT为最大水平位移)。实际应用中，一般取D=DT／O．55。橡胶支座的高度日可以根据形状系数和其他有关参数设定，对于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分别采用150mm、175mm和200mm比较合适。
③夹层钢板厚度。橡胶支座的破坏表现为夹层钢板的断裂，钢板越厚，钢板发生屈服强度和屈服的位移量越大。钢板的厚度t。一般为2～4mm。
④胶层厚度及层数。在一定范围内，橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大，则支座的竖向承载力越大。
⑤铅芯直径。铅芯的大小直接影响到支座的阻尼，可以根据设计的阻尼性能选定。
2.2 性能设计参数。橡胶支座的性能设计指标主要是指承载能力、刚度、阻尼特性等。
①竖向承载力。橡胶支座的S1越大，或者钢板抗拉强度越高、钢板与橡胶板的厚度比越大，则竖向承载力越大。
②压剪承载力与水平位移。压剪承载力是指橡胶支座在发生某一规定的水平变形下的竖向承载力。在竖向压应力为10～15MPa情况下，一般要求当支座的极限水平剪切变形达到350％时，橡胶支座也不会出现压剪破坏。
③水平刚度。橡胶支座的水平刚度KH．受橡胶材料性能、支座形状系数及压剪条件等诸多因素的影响。当支座S1≥15，S2≥5，竖向压应力≥15MPa，设计剪切应变≤350％时，可以按剪切情况计算KH。
④竖向刚度。为确保支座在使用中不产生过大的竖向压缩变形，必须保证支座有足够大的竖向刚度Kv，一般由建筑结构设计时提出。影响Kv的主要因素有橡胶的硬度及弹性模量、支座形状系数（S1、S2），以及竖向压应力和水平剪切变形。
⑤阻尼特性（阻尼比）。橡胶支座的阻尼比基本上代表了隔震结构体系的阻尼比。MRB、HD-MRB和LRB的阻尼比分别为3％～5％、10％～15％、20％～30％，因此LRB不需匹配阻尼器便可单独使用。
2.3 橡胶与钢板的黏合技术。隔震橡胶支座是由薄钢板和薄橡胶板交互叠合、模压硫化而成，钢板与橡胶板的黏合强度关系到支座在承载时钢板对胶层的约束效果及在发生地震时的变形能力，因此黏合强度极为重要。目前钢板采用喷砂处理，涂上由含卤聚合物弹性体、黏合增进剂和偶联剂等组成的热硫化胶黏剂。双涂比单涂更佳，黏合强度一般都在15kN・m-1以上。
3、建筑隔震技术设计要点
3.1 “基础隔震”的基本原理
现代建筑“基础隔震”概念的基本原理是在建筑物上部结构与基础之间设置安全可靠的隔震柔性底层，使建筑物与基础隔开。这样，支撑在隔震系统上的整个建筑物在地震时便具有较大的剪切变形能力，使地震的各种破坏力对上部建筑物的直接拉力降至最小，减小上部结构的地震反应（一般可减小至1／5左右），确保建筑物在任何突发强地震中不被破坏和倒塌，是一种立足于“隔”的以柔克剐、以隔减震的积极抗震的方法。可以说，从“抗”到“隔”，是抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。
3.2 隔震体系的优点。
①明显有效地减轻结构的地震反应。隔震体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的l／3～1／10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。
②确保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。
③减低房屋造价。采用隔震技术建造的房屋比传统抗震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3％-6％，8度区节省8％～14％，9度区节省15％～20％。并且安全度大大提高。
④抗震措施简单明了。抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑，设计施工大大简化。
⑤震后修复方便。地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正常生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益。
3.3 建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理
在众多基础隔震构件中，建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结，当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时，橡胶层的横向伸展受到钢板的约束，竖向刚度增大，使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力，有利于稳定地支承建筑物；当橡胶支座承受水平荷载时，其橡胶层的相对位移大大减小，使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳，并且保持较小的水平刚度。
4、结束语
综上所述，建筑隔震橡胶支座隔震技术不仅可以保证建筑物结构的整体安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内部装修、室内设备的损坏及由此引发的次生灾害。加快这一技术的推广应用，特别是在高烈度地震区的应用具有重要意义，市场前景也十分广阔。
参考文献：
减震技术的基本原理范文第4篇
关键词：高层建筑；结构设计；隔震
建筑的诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑，它必经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加，高层建筑的安全性，坚固耐用性亦成为人们所追求的目标。
一、高层建筑的结构与设计理念
现代的高层建筑变得越来越纤细，产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高，自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因为如此，抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应，可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形式的措施加以控制。因此，高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性有关，这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力，同时也决定着建筑各体量的组成。
从表象层面看，建筑表现为空间方面的概念的形式是表现总体环境的。对于某个建筑物最初方案设计.建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。但是，关于空间形式的整体设想，也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则.即结构概念。所以，在进行高层建筑设计时，建筑师的基本任务是；一方面要与结构工程师及其他工程技术人员协调合作，另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意，场地情况、外力特征，施工条件及效率等因素，寻找出最经济、合理、美观的建筑方案。
二、房屋基础隔震技术的基本原理
房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接，一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌。
三、房屋基础隔震设计的优越性
1.抗震能力。基础隔震技术能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。
2.节约成本。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。
四、高层建筑结构设计的特殊性
1.水平荷载成为决定因素。一方面。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续粱弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整。另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
五、高层基础隔震系统组成
基础隔震建筑体系通过在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震层，将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。地震能量经由下部分结构传到隔震层，大部分被隔震层的隔震装置吸收，仅有少部分传到上部结构，从而大大减轻地震作用，提高隔震建筑的安全性。经过人们不断的探索，如今基础隔震技术已经系统化、实用化，它包括摩擦滑移系统，叠层橡胶支座系统、摩擦摆系统等。目前工程最常用的是叠层像胶支座隔震系统。这种隔震系统.性能稳定可靠，采用专门的叠层橡胶支座作为隔震元件，该支座是由一层层的薄钢板和橡胶相互盛置，经过专门的硫化工艺粘合而成，其结构、配方、工艺需要特殊的设计，属于一种橡胶厚制品。目前常用的橡胶隔震支座有：天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。
六、房屋基础隔震设计的应用方法
1.现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。
2.基础设计要点。当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。
3.隔震层设计要点。隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。
减震技术的基本原理范文第5篇
【关键词】：隔震；消能；振动控制
中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：
1地震的危害
建筑物除了承受竖向荷载外，还要承担风和地震水平荷载的作用，建筑物越高，水平荷载效应就越明显。我国41%的国土、50%以上的城市位于地震烈度7度以上的地区，面临的地震灾害形势非常严峻。地震是人类面临的最严重的突发性的自然灾害之一，对人民的生命和财产安全造成很大的危害。
1976年唐山发生的7.8级强烈地震，顷刻间，百余万人口工业城市被夷为平地，造成24.2万人死亡，16.4万余人重伤。唐山地震的直接经济损失近百亿元，震后重建投资达百亿元。2008年汶川大地震是中华人民共和国自建国以来影响最大的一次地震，直接严重受灾地区达10万平方公里，遇难69227人，受伤374643人，失踪17923人。直接经济损失达8452亿元。
自1900年有记录以来，我国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%。地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。随着经济的高速发展，城市化使人口和财富高度密集，强烈地震造成的伤亡和损失将越来越大，地震后的修复和城市的复兴就越有难度，对国家经济发展和社会稳定的冲击也将更为剧烈。
2传统抗震方法
地震造成的破坏给人类留下的烙印是深刻的。建造抗强烈地震的建筑物和构筑物成为建筑工程领域重要的课题。为了抵御地震灾害，通常的建筑结构设计采用的是抗震设计，强调的是“抗”，即采用“延性结构体系”适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等等）在地震时，进入非弹性状态，并且具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反映，使结构物“裂而不倒”。
这种体系在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性：首先，由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态，对某些重要的结构物是不容许的（纪念性建筑、装饰昂贵的现代化建筑、原子能发电站等）；其次，对于一般性建筑，当遭遇超过设防烈度地震时，由于主体结构已发生严重非弹性变形，在地震后难以修复或在强地震中严重破坏，甚至倒塌，其破坏程度难以控制；再次，随着地震强度的增大，结构的断面和配筋都相应增大，造成经济“浪费”。
3隔震、消能减震理念
3.1隔震与消能减震原理隔振、减震控制的基本原理是在结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震、减震装置，通过隔震、减震装置的耗能特性，减小振动能量向周围环境的传递，达到减小振动对周围环境影响的目的。
3.2隔震与减震方法
3.2.1粘弹性阻尼结构粘弹性阻尼结构的风洞试验、地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明，在结构中安装粘弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应40%～80%，可确保主体结构在强风和强震中的安全性，并使结构在强风作用下，结构的舒适度控制在规定的范围内。西雅图哥伦比亚中心大厦起初是因为在风振的影响下，顶部几层有明显的不舒适感，安上粘弹性阻尼器后，不再有不舒适感，效果良好。若采用加大刚度的方法来获得同样的效果，需要把现有的柱尺寸扩大一倍，粗算价值约800万美元，显然采用增加刚度的办法是难以接受的，而采用粘弹性阻尼器所用的试验及安装费用仅70万美元。在北京的银泰中心也设置了粘滞阻尼器，试验结构证明有很好的减振效果。由此可见，采用粘弹性阻尼器减小建筑的风振或地震效应在经济上是相当可观的。
3.2.2吸能减震吸震减震是通过附加子结构，使结构的震动发生位移，即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到减小结构震动的目的。目前，工程结构应用的吸震减震装置主要有：调谐质量阻尼器（简称TMD）、调液（柱）阻尼器（简称TLD或TLCD）、悬吊质量摆阻尼器（简称SMPD）和质量放大器。屋面上的水箱也起到一定的减震效果，相当于TMD。
3.2.3金属阻尼器是在框架中加屈曲约束支撑，在常规荷载下，起到支撑的作用，而在地震作用下，金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量，从而起到保护主体结构的作用。这在抗震加固的工程中得到广泛的应用。拟建的首都规划大厦设置了柱间“人”字型支撑，大大减小了地震力的影响。
3.2.4冲击减震冲击减震是依靠附加活动质量与结构之间的非完全弹性碰撞达到交换动量和耗散动能进而实现减小结地震反应的技术。实际应用时，一般在结构的某部位（常在顶部）悬挂摆锤。结构震动时，摆锤撞击结构使结构震动衰减。另外，摆锤还兼有吸振器的功能。
3.2.5智能减震体系以上方法均为被动的控制地震力的方法。现在随着科技的发展，主动和半主动控制也正在被广泛地研究中，它是在不同学科和专业之间开展合作和交叉研究，开发使用的感应和接收装置、结合控制专业的配套技术，形成新的产业，以支持新技术的推广应用。结构振动控制的研究和应用需要将传统的建造技术与高新技术相结合，使结构的安全保障系统成为智能结构的重要组成部分。如在建筑物基础安装像汽车安全气囊的感应气垫，一旦地震来临，纵波感应器启动，在横波能量对建筑物造成破坏前感应气垫膨胀并把来自于纵波的能量进行消能，实现了像汽车一样的智能减震体系。
3.3隔震与消能减震的效果
3.3.1有效地减轻地震反应从振动台地震模拟试验结果及美国、日本建造的隔震结构在地震中的强震记录得知，隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的1/10～1/3。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的，从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。
3.3.2保持结构的弹性工作状态在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备（如医院、实验室、核电站）。
3.3.3降低建筑物造价从汕头、广州、西昌等地建造隔震房屋得知，多层隔震房屋比传统多层隔震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3%～6%，8度区节省8%～14%，9度区节省15%～20%，并且安全度能大大提高。
3.3.4抗震措施简单抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无异，设计施工大大简化。
3.3.5震后修复方便地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换，而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正产生活或生产，能带来明显的社会效益和经济效益。
3.3.6提供设计空间在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能做的很小，这样能够留给建筑师更大的创作空间，做出更加纤细灵巧的建筑物。
4结语
耗能减震技术为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理明确、减震效果显着，安全可靠等特点。虽然现有的规范和规程对这方面阐述的不够完善，现行的国内软件也没有提供这方面的计算程序，但耗能减震技术以其不可忽视的优点，将成为21世纪建筑减震防灾的重要手段和方法，为减轻地震对人类造成的危害作出巨大贡献。
参考文献
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［2］董艳英.阻屈耗能支撑系统耗能的全过程有限元分析［D］.河北理工大学，2005.
减震技术的基本原理范文第6篇
关键词：桥梁; 抗震; 设计; 对策
Abstract: to ensure the highway bridge facilities in good condition, play its role in earthquake relief, need to highway bridge design in-depth earthquake-resistant calculation and research. This paper introduces the basic principle of seismic design of bridge, analyzes the bridge seismic design countermeasures.
Keywords: bridge; Seismic; Design; countermeasures
中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：
我国地震的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、灾害严重。突发的强烈地震不仅使建设成果毁于一旦，而且还会给人民的生命财产造成不可估量的损失。桥梁作为生命线系统工程中的重要组成部分，在各种救灾中，发挥着重要作用。因此应确保桥梁在强烈地震后能够不需修复或简单修复可继续使用的能力。
一、桥梁抗震设计基本原理
结构地震响应分析方法可以分为确定性方法和非确定性( 或概率性) 方法两大类。确定性方法是以确定性的荷载作用于结构，求解该确定性荷载作用下结构动力反应的方法。弹性静力法、反应谱法和时程分析法均属于确定性方法。非确定性方法将地震视为随机过程，以此随机地震动作用于结构，求出结构动力响应统计量。
1、确定性方法
（1）静力法
最早在1899 年，由日本学者大房森吉提出，该法假设结构各部分与地震动具有相同的振动规律。结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积，以此惯性力作为静力施加于结构，进行结构线弹性静力分析。
（2）反应谱法
反应谱方法的基本原理是，作用于结构的实际地震波是由含有一定卓越频率的复杂波组成，当地震的卓越频率和结构的固有频率相一致时，结构物的动力反应就会变大。不同周期单自由度振子在某一地震记录激励下，可得到体系周期与绝对加速度、相对速度和相对位移的最大反应量之间的关系曲线，即加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。由于客观存在随机因素影响，使得不同地震记录得到反应谱具有很大随机性、离散性，实际应用的规范反应谱是大量地震记录输入后得到众多反应谱曲线经统计平均和光滑后而得到的。结构物可以简化为多自由度体系，多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合，每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。
（3）时程分析法
时程分析法是将实际地震动记录或人工生成的地震波作用于结构，直接对结构运动方程进行数值积分而求得结构地震反应的时间历程。时程分析法由于采用了符合场地情况的具有概率意义的加速度过程作为地震动的输入，因此可以精确地考虑结构—基础—土的相互作用、地震波多点输入等因素而建立结构动力计算模型和结构地震响应振动方程。但为了较合理的体现地震荷载的随机性，同一输入点的地面运动需要多组加速度时程进行模拟，之后作统计处理，计算量十分庞大。
2、非确定性方法
随机振动法建立在地面运动统计特征的基础上，把具有统计性质的地震动作用到结构上，提供了结构响应的统计度量，不受任意选择的某一输入运动控制。由于随机振动法已经考虑了地震发生时地面运动的概率统计特性，被认为是一种较为先进的分析工具。尽管还有种种不够成熟之处，现已被作为与反应谱法、时程分析法并行的一种抗震分析方法列入我国规范。
二、桥梁抗震设计对策分析
根据桥梁震害的分析知道，地震对桥梁的破坏作用，不仅与桥梁的结构本身有关，还与所处的场地、地基及地形地貌等有关。抗震设计中除了进行抗震设计计算外，桥位选择、桥型选择、结构体系布置、结构构造设计同样重要。
1、总体设计中应注意的问题
（1）桥位选择
选择桥址时，应避开地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。基岩、坚实的碎石类地基、硬粘土地基是理想的桥址场地；饱和松散粉细砂、人工填土和极软的粘土地基或不稳定的坡地都是危险地区。拱桥应尽量避免跨越断层，特殊困难情况下应进行地震安全性评价。
（2）桥型选择
桥梁应结合地形、地质条件、工程规模及震害经验，选择合理的桥型及墩台、基础型式。宜尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。可以考虑采用减震的新结构，比如型钢混凝土结构等。
（3）桥孔布置
桥孔宜选用有利于抗震的等跨布置，并尽量避免高墩与大跨的结合。宜体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工。位于地震后可能形成泥石流沟谷上的桥梁，孔跨和桥下净高宜根据流域内的地形、地质情况酌情加大。
2、桥梁抗震构造措施
（1）基础抗震措施
应加强基础的整体性和刚度，同时采取减轻上部荷载等相应措施，以防止地震引起动态和永久的不均匀变形。在可能发生地震液化的地基上建桥时，应采用深基础，使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内一定深度。并在桩的上部，离地面1～3m的范围内加强钢筋布设。
（2）桥台抗震措施
桥台胸墙应适当加强，并增加配筋，在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间应设置弹性垫块，以缓和地震的冲击力。采用浅基的小桥和通道应加强下部的支撑梁板或做满河床铺砌，使结构尽量保持四铰框架的结构，以防止墩台在地震时滑移。当桥位难以避免液化土或软土地基时，应使桥梁中线与河流正交，并适当增加桥长，使桥台位于稳定的河岸上。桥台高度宜控制在8m以内；当台位处的路堤高度大于8m时，桥台应选择在地形平坦、横坡较缓、离主沟槽较远且地质条件相对较好的地段通过，并尽量降低高度，将台身埋置在路堤填方内，台周路堤边坡脚设置浆砌片石或混凝土挡墙进行防护，桥台基础酌留富余量。如果地基条件允许，应尽量采用整体性强的T形、U形或箱形桥台，对于桩柱式桥台，宜采用埋置式。对柱式桥台和肋板式桥台，宜先填土压实，再钻孔或开挖，以保证填土的密实度。为防止砂土在地震时液化，台背宜用非透水性填料，并逐层夯实，要注意防水和排水措施。
（3）桥墩抗震措施
利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。高墩宜采用钢筋混凝土结构，宜采用空心截面。可适当加大桩、柱直径或采用双排的柱式墩和排架桩墩，桩、柱间设置横系梁等，提高其抗弯延性和抗剪强度。在桥墩塑性铰区域及紧接承台下桩基的适当范围内应加强箍筋配置，墩柱的箍筋间距对延性影响很大，间距越小延性越大。桥墩的高度相差过大时矮墩将因刚度大而最先破坏。可将矮墩放置在钢套筒里来调整墩柱的刚度和强度，套筒下端的标高同其他桥墩的地面标高。
（4）支撑连接构件抗震措施
墩台顶帽上均应设置防止落梁措施，加纵、横向挡块以限制支座的位移和滑动。橡胶支座具有一定的消能作用，对抗震有利。在不利墩上还应采用减隔震支座(聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等) 及塑性铰等消能防震装置等。选用伸缩缝时，应使其变形能力满足预计地震产生的位移，并使伸缩缝支承面有足够的宽度，同时设置限位器与剪力键。
（5）上部结构抗震措施
在高烈度地震区尽可能采用整体规则性好的桥梁结构，结构的布置要力求几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规则，避免突然变化。从几何线形上看，尽量选用直线桥梁。多跨简支梁桥由于整体性差，发生落梁的危险远大于单跨简支梁桥或连续梁桥，故加强上部结构的整体性，限制其位移，是提高桥梁上部结构抗震能力的有效措施。对于多跨简支梁时，应加强梁(板)之间的纵、横向联系，将桥面做成连续，或采用先简支后结构连续的构造措施。此外，应加大简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边缘的距离，防止落梁。
对于梁(板)桥，应采用纵、横向约束装置，限制梁的位移，如采用拉杆、钢筋硅挡块、锚杆等，梁与墩帽用锚栓连接，T梁在端横隔板之间螺栓连接。挡块和锚杆要满足产生预计地震力时的抗剪要求。曲梁桥，应采用上、下部之间用锚栓连接的方式。在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间设置弹性垫块，以缓和地震的冲击力。
（6）结点抗震措施
桥梁结点区域一旦受损将难以修复。城市高架桥墩柱的结点、桥墩与盖梁的结点、桥墩与基础的结点等，是保证桥梁整体工作的重要构件。在桥梁抗震设计中，除了保证墩、梁有足够的承载力和延性外，还要保证桥梁结点有足够的承载力，避免结点过早破坏，即“强节点，弱构件”。
减震技术的基本原理范文第7篇
在对房屋建筑结构进行设计过程中，要注意以下几个原则。
1.计算简图要进行恰当、合理的选择
房屋建筑物的结构计算式是通过计算简图实现的，计算简图的选择影响着结构的安全，计算简图选择不当，则会经常出现结构安全事故，因此，选择恰当的计算简图，对于保障结构的安全具有重要意义。除此之外，建筑物结构的计算简图，需要采取相应的方法来保证，以能够很好地控制住计算简图在设计范围内的误差。
2.合理的选择建筑结构方案
合理的建筑结构设计离不开经济合理的建筑结构方案，也就是说，在结构的形式和体系上要做到联系实际，切实可行。建筑物的结构体系不仅要有明确的受力，而且还要传力简捷。在同一个结构单元中，要选择一种结构体系，不适宜混用多种结构体系。在地震区域中，应严格遵守平面和竖向的原则。例如，在确定结构方案的过程中，要全方位、全面地对建筑工程的设计要求、地质条件、施工条件以及原材质量等不同的因素进行分析，并且在建筑、水电、供暖等方面经过充分的协商后，择优选用。
3.对计算的结构进行准确分析
目前，在我国的建筑结构设计中，比较普遍的采用计算机网络信息技术，由于网络技术的发展，软件种类多种多样，软件不相同，计算的结果也就有所不同。针对此现象，结构设计人员应该针对各个不同的计算软件使用的范围和条件，进行详细全面的分析，在结构计算时，避免不必要的误差。另外，还要求结构设计人员在通过运用计算机软件进行设计过程中，要经过认真分析，做出合理的判断。因为可能出现建筑结构的实际情况与软件程序不符合、由于人为原因造成的错误以及软件自身存在的缺陷等问题，在一定程度上会造成计算结果的错误。
4.采取相应的构造措施
房屋的建筑结构设计，要牢牢掌握设计的原则，并且加强建筑结构中的薄弱环节，提高建筑物构件的延性性能，还要注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋在执行阶段的锚固长度。其中，如震动效应、空气冲击波效应、爆破飞石、噪声、有害气体等，这些都对建筑结构造成间接或直接的危害。
二、动力学中的结构动力特性
在建筑结构中结构动力学反映抗震性质的微分方程，其中的系数C1和C2能根据初始条件确定。运用能够妥善处理重复变换加载的三维有限元方法分析钢筋混凝土柱在地震荷载作用下的非线性特性。钢筋混凝土墙——框架体系的非弹性地震反应，一般都参照了连续变化的轴向力和挠曲的相互影响和剪切变形的影响，加之轴向力变化对于动力反应的影响非常显著，但剪切变形的影响却不大。如果我们仔细研究钢框架建筑的非弹性地震反应我们会发现柱的轴向塑性变形会朝一个方向积累，进而导致水平位移增大，从而加剧P—Δ效应。轴向力将减小挠曲为主的振型的自振频率，而且将加大拉伸振型的自振频率。我们可以运用离散变量方法，对整个体系进行处理，用拉格朗日方程进行一般性分析，以便考虑结构的空间特性。
三、建筑结构中结构动力学的防震减震应用
建筑结构中的防震减震应用最主要的就是对建筑结构进行特性优化分析，例如，针对某高层建筑，业主要求必须体现大空间概念，最后经过与设计院的协调沟通，确定采用28层的设计方案，其中，地下2层，地上26层，总面积30000m2，高度达到94m。针对建筑结构体系的优化选择，设计院具体的对建筑结构中结构动力学的减震防震应进行了设计应用，具体方法如下。
1.反应谱设计法
根据结构动力学所特有的特性，动力结构在地震时就会有一定的动力效应，简单的说就是结构上质点的地震反应加速度与地面运动的加速度有所不同，且结构上质点的地震结构自震周期与阻尼具有一定的联系。对动力学方法的应用可以对自由度弹性体系质点的加速度反应进行求解，并求得不同周期的加速度反应。
2.能力设计法
想要能够有效地保证建筑结构中钢筋混凝土结构具有足够的弹性，就需要运用钢筋混凝土结构能力设计法。此方法的原理就是对非弹性性能对结构抗震能力的理解和超静定结构的地震机理的理解，并在地震的作用下对具有岩性破坏机制的控制思想进行实现，进而保证结构的抗震效果和设防目标，同时还可以保证设计的经济合理性。
四、结语
减震技术的基本原理范文第8篇
关键词：高层建筑 建筑结构 特点
世界各城市的生产和消费的发展达到一定程度后，莫不积极致力于提高城市建筑的层数。实践证明，高层建筑可以带来明显的社会经济效益。当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与低层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。
1. 高层建筑结构的特点
高层建筑结构与低层建筑结构以受竖向载荷为主不同，需同时承受水平和竖向的荷载或作用，例如在遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。在低层建筑结构中，竖向荷载往往就是设计的控制因素，但在高层建筑结构中，较大的建筑高度造成了完全不同的受力情况，水平荷载不仅是主要荷载的一种，跟竖向荷载共同起作用，而且往往还成为设计中的控制因素。因此，在水平荷载作用下，若高层建筑结构的抵抗侧向变形能力或侧向刚度不足，将会产生过大的侧向变形，不仅使人产生不舒服感觉，而且会使结构在竖向荷载作用下产生附加内力，会使填充墙、建筑装修和电梯轨道等服务设施出现裂缝、变形，甚至会导致结构性的损伤或裂缝，从而危及结构的正常使用和耐久性。因此设计高层建筑结构时，不仅要求结构有足够的强度，而且要求结构有合理的刚度，使水平荷载所产生的侧向变形限制在规定的范围内、同时，有抗震设防要求的高层建筑还应具有良好的抗震性能，使结构在可能的强震作用下当构件进入屈服阶段后，仍具有良好的塑性变形能力，即具有良好的延性性能。
高层建筑还具有建筑功用上的特点。人们常说建筑是凝固的音乐，优美的高层建筑犹如艺术品，成为城市的标志景观。建筑同时是时代跳动的脉搏，高层建筑占地面积小，符合了地价昂贵时代的需求，它可以节约建设用地或获得史多的空闲地面，以作为绿化等环境用地，并因向高空方向发展而缩短了城市道路和各种管线的长度，减少了基础设施的投资、当然，大量高层建筑的建设，也会给城市带来不利的影响，如人口会密集化而造成交通拥挤问题；城市局部热场发生不利的变化以及地质的沉陷、消防的复杂化等问题。综合高层建筑的上述受力特点可知，与低层结构不同，高层建筑结构在强度、刚度和延性三方面要满足更多的设计要求、抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键。
2.高层建筑结构发展特点及趋势分析
高层建筑结构所需承担的载荷和倾覆力矩将越来越大，在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下，为了进一步节约材料和降低造价，高层建筑结构构件将不断的更新，设计理念也将不断发展。
2.1结构材料高强度化
随着建筑高度的增加，结构面积占建筑使用面积的比例越来越大，为了改善这一不合理状况，采用高强度钢和高强度混凝土势在必行。随着高强混凝土材料的研制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断得到改善。C80和C100强度等级的混凝土已经在超高层建筑中得到广泛使用。可以减少结构构件的尺寸，减少构件的自重，必将对高层建筑的发展产生严重的影响。高强度且具有良好可焊性的厚钢板将成为今后高层建筑结构的主要用刚，而耐火钢材FR钢的出现为钢结构的抗火设计提供了方便。采用FR钢材制作高层钢结构时，其防火保护层的厚度可大大减不，从而降低钢结构的造价，使钢结构更具竞争力。
2.2结构形体多样化
城市建设的发展，使得人们对建筑的功能需求更加深入，对建筑的体型要求也逐渐呈现多样化。高层建筑结构的复杂度和不规则度将会不断的呈现，例如建筑结构的平面形状会出现：矩形、方形、八角形、扇形、圆形、菱形弧形、Y 形、L 形等各种吸引人们眼球的形状，立面出现各种类型转换、外挑、内敛、大底盘多塔楼、连体建筑、立开大洞等复杂体型的建筑。
2.3建筑结构综合化
经合理设计的组合结构可取得经济合理、技术性能（如抗震性能）优良的效果，且易满足高层建筑的侧向刚度的需求，可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑。因此在较高的建筑中，混合结构往往仍是合理、可行的结构方案，今后建造混合结构的比率将会越来越大。在强震国家日本，组合结构高层建筑发展迅速，其数量已超过混凝土结构的高层建筑。目前应用较为广泛的有：外包混凝土组合柱、钢管混凝土组合柱以及外包混凝土的钢管混凝土双重组合柱等多种组合结构。特别是由于钢管内混凝土处于三轴受压状态，能提高构件的竖向承载能力，从而可以节约大量钢材。巨型组合桩首次在香港的中国银行大厦中应用，获得成功并取得了很大的经济效益，上海金茂大厦构中也成功地应用了巨型组合结构。随着混凝土强度的提高以及结构构造施工和施工技术上的改进创新，组合结构在高层建筑中应用将进一步扩大。巨型框架结构柱体体系以其刚度大，在内部便于设置大空间等优点，也将得到更多的应用。例如，上海证券大厦和香港的汇丰银行大厦。多束筒结构体系在实际工程中的应用，已表明该结构体系在适应建筑场地、丰富建筑造型、满足多种功能和减不剪力滞后效应等诸多方面的优点，多束筒结构体系也将在超高层建筑结构实际工程中扩大应用。在钢筋混凝结构基础上，充分发挥钢结构优良的抗拉性能以及混凝土结构的抗压性能，进一步减轻结构重量，提高结构延展性。
2.4结构减震控制智能化
高层建筑结构必须妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点，而构造建筑结构的减震正是解决这一问题的关键。在高层建筑中的被动耗能减震有耗能支撑、带竖缝耗能剪力墙，被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能阻尼器等；主动减震则是计算机控制的，由各种驱动器驱动的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制和混合控制的各种作用过程。结构主动减震的基本原理是：通过安装在结构上的各种驱动装置和传感器，与计算机相连接，计算机系统对震动和结构反应进行实时分析，向驱动装置发出信号，使驱动装置对结构不断地施加各种与结构反应相反的作用，以达到在地震或风的作用下减小结构反应的目的。目前，在美国、日本等国家各种耗能减震控制装置已在高层建筑结构中得以应用。在中国有部分高层建筑工程中应用了这种技术。随着人类进入信息时代，计算机、通讯设备以及各类办公电子设备不受震动干扰而安全平稳地运行，具有重要现实意义。
3.结束语
现代建筑功能趋于多样性，高层建筑的体形和结构体系趋向复杂多变，趋向立体化，应运而生新的设计概念和结构技术的深化。高层建筑在迅猛发展的同时，对其建筑结构及结构设计的研究也取得了相应的进步。科学技术的发展，高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等，为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。可以想见，未来的高层建筑结构不仅在可靠度与安全性能上大大增强，其科技含量也会越来越高。
参考文献：
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