减隔震技术的相关资料
结构专业: 张欢
目录
目录........................................................................................................................................... 1
1.减隔震原理的介绍 ................................................................................................................ 2
1.1.隔震设计 ..................................................................................................................... 2
1.2减震设计 ..................................................................................................................... 2
2.减隔震的优缺点 .................................................................................................................... 3
2.1隔震设计的优缺点 ..................................................................................................... 3
2.2减震设计的优缺点 ..................................................................................................... 4
3.施工的难易与周期长短 ........................................................................................................ 4
3.1隔震技术 ..................................................................................................................... 4
3.2减震技术 ..................................................................................................................... 4
4.减隔震对各个专业的影响 .................................................................................................... 5
4.1隔震的影响 ................................................................................................................. 5
4.2减震的影响 ................................................................................................................. 5
1.减隔震原理的介绍
1.1.隔震设计
1.1.1 原理：指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，减少输入上部结构的水平地震作用，达到预期的防震要求。
隔震技术又称阻尼隔震技术。国内外所有使用“叠层橡胶支座隔震房屋，经过多次强烈地震的考验。隔震效果良好，抗震性能显著。
1.1.2 实例：1994年洛杉矶6.7级地震，31座医院严重破坏，9座医院局部破坏而疏散，USC University医院为地下1层，地上7层的隔震结构，地震中丝毫未损，没有一个花瓶摔下，医院周围建筑物普遍严重破坏，医院屋内人员竟然未意识到发生了强烈地震，各种设备未损坏，医院功能得到维持，成为救灾中心，对震后紧急救援起到了十分重要的作用。而距离1公里外的洛杉矶中心医院造成损失达3.89亿美元。
1.2减震设计
1.2.1 原理：指在房屋结构中设置消能器，通过效能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼，以消耗输入结构的地震能量，达到预期减震的要求。
减震附加的消能器即阻尼器，以增加结构的阻尼来降低结构承担的地震作用，进而保障结构的安全。
1.2.2 实例1：海口的希尔顿逸林酒店，混凝土框架结构，地下1层，地上8层，总建筑面积为78369㎡，主体高度39.4m，本工程采用的JY-SS金属剪切型阻尼器（686个）为小震下提供了百分之3的附加阻尼比。增加建筑使用面积6950㎡，节约钢材约7000吨，节约混凝土17000余m³。
1.2.3 实例2：宁夏的荣恒塞上凝聚力商业二期，为框架剪力墙结构体系，地上25层，地下2层，结构设置了72根屈曲约束支撑，解决了局部层间位移角超限的问题，同时提高了结构的抗震耗能能力。
1.2.4 阻尼器类型：减震阻尼器包含
1.2.4.1 屈曲约束支撑
1.2.4.2 剪切型软钢阻尼器
1.2.4.3 粘滞流体阻尼器
1.2.4.4 TRC粘弹性阻尼器
附加阻尼比一般加大3%~4%，每增加1%的阻尼，可以削弱输入地震能量的3%~4%左右。
2.减隔震的优缺点
2.1隔震设计的优缺点
2.1.1缺点
2.1.1.1 抗规要求，采用隔震设计的建筑高宽比宜小于4，当高宽比大于4的结构采用隔震设计时，应进行专门研究。即隔震层的隔震垫有很好的抗压性能但受拉性能不好。倘若建筑太高，在水平地震的影响下有倾覆倾向时，隔震垫必然会产生拉应力，而橡胶隔震垫的受拉应力应小于1Mpa，所以一般高层建筑部适宜采用隔震设计。
2.1.1.2 抗规要求，对场地土的要求，建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础形式。
2.1.1.3 隔震对结构自振周期为1,5s以下时，产生的效果比较可观。但当结构自振周期比较长时，效果不佳，性价比较低。
2.1.1.4 隔震设计需要求有一个隔震层，就好像结构多了一个“设备夹层”，若隔震层在基础处，一般隔震层高为1.5m~2m，所以意味着土方开挖量加大。且基础埋深下沉了2m要考虑抗浮影响。
2.1.1.5 各设备专业管、线等在隔震层处的连接应为软连接，使设备专业工程量加大。
2.1.2优点
2.1.2.1 若隔震层位于基础，对建筑专业的影响基本为0。
2.1.2.2 隔震设计的防震效果佳，一般结构计算可按当地抗震设防烈度降低半度~1度来计算地震力，这样可以解决了地震力太大而造成的墙柱梁配筋率太大而超筋等情况，也可以解决部分墙体受拉的情况。降低了地震力，降低了结构的含钢量以及混凝土的用量。
2.1.2.3 隔震可以很好的降低地震能量的输入，不光解决了主体结构的损坏，还可以
避免内部建筑布局的损坏，甚至花瓶都不会摔下。（医院大型设备很多、很贵重）
2.2减震设计的优缺点
2.2.1缺点
2.2.1.1 附加阻尼不算可观，最多可为主体结构附加约5%的阻尼比，但当3%以后要耗费大量的阻尼器，相比隔震技术来说降低地震影响幅度较小。
2.2.1.2 屈曲约束支撑不可以再小震下提供阻尼，只可在中、大震中提供。
2.2.1.3 剪切型软钢阻尼器虽然可以在小震或风振下提供阻尼，但当软钢剪切损坏后，必须更换新的软钢阻尼器，维修费用较大。且采用软钢阻尼器需要专家进行一个动力弹塑性时程分析要耗时一个月左右，时间周期较长。
2.2.1.4 当不可避免的要在结构四周布置阻尼器时，可能会影响建筑的外立面。
2.2.2优点
2.2.2.1 一般来说，减震阻尼器可以“藏”在建筑的填充墙内，不会影响建筑的布局。
2.2.2.2 阻尼器可以提供适度的刚度，阻尼支撑位置的合理布置能有效的减少结构刚心与质心不重合的问题。
2.2.2.3 对于楼板开洞阻尼器提供适度的刚度，来解决结构可能出现的扭转问题。
2.2.2.4 阻尼器是以附加阻尼来降低地震作用的方式来保证安全，所以对结构基础不会附加额外的负担，在计算模型中可以等截面的输入支撑来考虑阻尼器的刚度，所以基础不用另外加固。
3.施工的难易与周期长短
3.1隔震技术
隔震技术需要有一个隔震层（位置可以为基础处，±0处或为层间）此隔震层中有隔震垫来降低地震输入结构的水平地震能量。即相当于原有建筑多了一个“夹层”，此夹层非彼夹层，其施工需要专业人员指导，高度一般约在1.5m~2m，若设置在基础或±0处，需要布置两层地梁，且土方开挖量加大，总体来说施工较难，施工周期增长。
3.2减震技术
减震技术即在主体某几层中加入合理布置的阻尼器。举例屈曲约束支撑可以再主体施工时做好预埋件，在二次结构施工时用高强螺栓等安装屈曲约束支撑，施工较简单，施工周期未明显加长。
4.减隔震对各个专业的影响
4.1隔震的影响
4.1.1对结构专业的影响
若在基础设置隔震层，则基础开挖深度增加1.5m~2m，人工机械等费用增加。由于在隔震层处主体结构要断开，地下室挡土墙由两端固支变为一端固支一端悬臂，配筋大大增加。 且在隔震层一般需设双层地梁，基础下沉后要从新考虑主体抗浮。
4.1.2对建筑专业的影响
若隔震层设置在基础处，对建筑专业影响不大，若在±0位置或其他位置，对建筑层高，楼梯等布置有较大影响。若隔震层在±0位置，电梯在±0以下应为吊装处理，且各电梯不可碰撞。
4.1.3对各个设备专业的影响
设备各个专业的管线等在隔震层处的连接应为软连接。
4.2减震的影响
4.2.1对结构专业的影响
主体与阻尼器连接处的梁、柱内力增大，配筋增大；可以解决一些楼层的位移比超限的情况；可能会导致刚度突变。
4.2.2对建筑专业的影响
当不可避免的要在结构的四周外围设置阻尼器时，可能会影响建筑的外立面效果。
4.2.3对各个设备专业的影响
基本无影响。
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1.1.隔震设计 ..................................................................................................................... 2
1.2减震设计 ..................................................................................................................... 2
2.减隔震的优缺点 .................................................................................................................... 3
2.1隔震设计的优缺点 ..................................................................................................... 3
2.2减震设计的优缺点 ..................................................................................................... 4
3.施工的难易与周期长短 ........................................................................................................ 4
3.1隔震技术 ..................................................................................................................... 4
3.2减震技术 ..................................................................................................................... 4
4.减隔震对各个专业的影响 .................................................................................................... 5
4.1隔震的影响 ................................................................................................................. 5
4.2减震的影响 ................................................................................................................. 5
1.减隔震原理的介绍
1.1.隔震设计
1.1.1 原理：指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，减少输入上部结构的水平地震作用，达到预期的防震要求。
隔震技术又称阻尼隔震技术。国内外所有使用“叠层橡胶支座隔震房屋，经过多次强烈地震的考验。隔震效果良好，抗震性能显著。
1.1.2 实例：1994年洛杉矶6.7级地震，31座医院严重破坏，9座医院局部破坏而疏散，USC University医院为地下1层，地上7层的隔震结构，地震中丝毫未损，没有一个花瓶摔下，医院周围建筑物普遍严重破坏，医院屋内人员竟然未意识到发生了强烈地震，各种设备未损坏，医院功能得到维持，成为救灾中心，对震后紧急救援起到了十分重要的作用。而距离1公里外的洛杉矶中心医院造成损失达3.89亿美元。
1.2减震设计
1.2.1 原理：指在房屋结构中设置消能器，通过效能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼，以消耗输入结构的地震能量，达到预期减震的要求。
减震附加的消能器即阻尼器，以增加结构的阻尼来降低结构承担的地震作用，进而保障结构的安全。
1.2.2 实例1：海口的希尔顿逸林酒店，混凝土框架结构，地下1层，地上8层，总建筑面积为78369㎡，主体高度39.4m，本工程采用的JY-SS金属剪切型阻尼器（686个）为小震下提供了百分之3的附加阻尼比。增加建筑使用面积6950㎡，节约钢材约7000吨，节约混凝土17000余m³。
1.2.3 实例2：宁夏的荣恒塞上凝聚力商业二期，为框架剪力墙结构体系，地上25层，地下2层，结构设置了72根屈曲约束支撑，解决了局部层间位移角超限的问题，同时提高了结构的抗震耗能能力。
1.2.4 阻尼器类型：减震阻尼器包含
1.2.4.1 屈曲约束支撑
1.2.4.2 剪切型软钢阻尼器
1.2.4.3 粘滞流体阻尼器
1.2.4.4 TRC粘弹性阻尼器
附加阻尼比一般加大3%~4%，每增加1%的阻尼，可以削弱输入地震能量的3%~4%左右。
2.减隔震的优缺点
2.1隔震设计的优缺点
2.1.1缺点
2.1.1.1 抗规要求，采用隔震设计的建筑高宽比宜小于4，当高宽比大于4的结构采用隔震设计时，应进行专门研究。即隔震层的隔震垫有很好的抗压性能但受拉性能不好。倘若建筑太高，在水平地震的影响下有倾覆倾向时，隔震垫必然会产生拉应力，而橡胶隔震垫的受拉应力应小于1Mpa，所以一般高层建筑部适宜采用隔震设计。
2.1.1.2 抗规要求，对场地土的要求，建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础形式。
2.1.1.3 隔震对结构自振周期为1,5s以下时，产生的效果比较可观。但当结构自振周期比较长时，效果不佳，性价比较低。
2.1.1.4 隔震设计需要求有一个隔震层，就好像结构多了一个“设备夹层”，若隔震层在基础处，一般隔震层高为1.5m~2m，所以意味着土方开挖量加大。且基础埋深下沉了2m要考虑抗浮影响。
2.1.1.5 各设备专业管、线等在隔震层处的连接应为软连接，使设备专业工程量加大。
2.1.2优点
2.1.2.1 若隔震层位于基础，对建筑专业的影响基本为0。
2.1.2.2 隔震设计的防震效果佳，一般结构计算可按当地抗震设防烈度降低半度~1度来计算地震力，这样可以解决了地震力太大而造成的墙柱梁配筋率太大而超筋等情况，也可以解决部分墙体受拉的情况。降低了地震力，降低了结构的含钢量以及混凝土的用量。
2.1.2.3 隔震可以很好的降低地震能量的输入，不光解决了主体结构的损坏，还可以
避免内部建筑布局的损坏，甚至花瓶都不会摔下。（医院大型设备很多、很贵重）
2.2减震设计的优缺点
2.2.1缺点
2.2.1.1 附加阻尼不算可观，最多可为主体结构附加约5%的阻尼比，但当3%以后要耗费大量的阻尼器，相比隔震技术来说降低地震影响幅度较小。
2.2.1.2 屈曲约束支撑不可以再小震下提供阻尼，只可在中、大震中提供。
2.2.1.3 剪切型软钢阻尼器虽然可以在小震或风振下提供阻尼，但当软钢剪切损坏后，必须更换新的软钢阻尼器，维修费用较大。且采用软钢阻尼器需要专家进行一个动力弹塑性时程分析要耗时一个月左右，时间周期较长。
2.2.1.4 当不可避免的要在结构四周布置阻尼器时，可能会影响建筑的外立面。
2.2.2优点
2.2.2.1 一般来说，减震阻尼器可以“藏”在建筑的填充墙内，不会影响建筑的布局。
2.2.2.2 阻尼器可以提供适度的刚度，阻尼支撑位置的合理布置能有效的减少结构刚心与质心不重合的问题。
2.2.2.3 对于楼板开洞阻尼器提供适度的刚度，来解决结构可能出现的扭转问题。
2.2.2.4 阻尼器是以附加阻尼来降低地震作用的方式来保证安全，所以对结构基础不会附加额外的负担，在计算模型中可以等截面的输入支撑来考虑阻尼器的刚度，所以基础不用另外加固。
3.施工的难易与周期长短
3.1隔震技术
隔震技术需要有一个隔震层（位置可以为基础处，±0处或为层间）此隔震层中有隔震垫来降低地震输入结构的水平地震能量。即相当于原有建筑多了一个“夹层”，此夹层非彼夹层，其施工需要专业人员指导，高度一般约在1.5m~2m，若设置在基础或±0处，需要布置两层地梁，且土方开挖量加大，总体来说施工较难，施工周期增长。
3.2减震技术
减震技术即在主体某几层中加入合理布置的阻尼器。举例屈曲约束支撑可以再主体施工时做好预埋件，在二次结构施工时用高强螺栓等安装屈曲约束支撑，施工较简单，施工周期未明显加长。
4.减隔震对各个专业的影响
4.1隔震的影响
4.1.1对结构专业的影响
若在基础设置隔震层，则基础开挖深度增加1.5m~2m，人工机械等费用增加。由于在隔震层处主体结构要断开，地下室挡土墙由两端固支变为一端固支一端悬臂，配筋大大增加。 且在隔震层一般需设双层地梁，基础下沉后要从新考虑主体抗浮。
4.1.2对建筑专业的影响
若隔震层设置在基础处，对建筑专业影响不大，若在±0位置或其他位置，对建筑层高，楼梯等布置有较大影响。若隔震层在±0位置，电梯在±0以下应为吊装处理，且各电梯不可碰撞。
4.1.3对各个设备专业的影响
设备各个专业的管线等在隔震层处的连接应为软连接。
4.2减震的影响
4.2.1对结构专业的影响
主体与阻尼器连接处的梁、柱内力增大，配筋增大；可以解决一些楼层的位移比超限的情况；可能会导致刚度突变。
4.2.2对建筑专业的影响
当不可避免的要在结构的四周外围设置阻尼器时，可能会影响建筑的外立面效果。
4.2.3对各个设备专业的影响
基本无影响。