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消能减震技术原理

2016-09-08

 消能减震技术是指房屋结构中设置消能器,通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼和刚度,以消耗、分担输入结构的地震能量,达到预期防震减震的要求。其原理是将地震输入结构的能量引向特别设置的机构或元件加以吸收和耗散,以保护主体结构的安全。消能减震技术可减少结构地震反应20%~40%,从而增加结构的抗震能力,是减轻地震反应和地震破坏的一种新技术和方法。




  自1972Kelley提出附加金属屈服阻尼器耗散结构输入的部分地震能量的思想和措施以来,由于其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广以及维护方便等优点,很快被国内外学者所重视,此后各种用于结构抗震的消能减震装置的研究、开发和应用取得了很大的进展。



 一、屈曲约束支撑

 屈曲约束支撑,也叫防屈曲支撑,简称BRBUBB,是一种由芯材、约束芯材的套筒、填充材料以及芯材与填充料之间的无粘结材料组成。


 实现原理:BRB利用套筒给支撑芯材提供约束,可以避免支撑在受压时发生屈曲,从而在地震力作用下具有饱满稳定的滞回耗能能力。

 BRB作为一种建筑减震产品,具有承载力高、延性与滞回性能好、保护主体结构和减小相邻构件等特点。

 二、金属阻尼器

 金属阻尼器是将软钢作为耗能板,利用软钢屈服后的累积塑性变形来达到耗散地震能量的效果。

根据耗能板不同变形形式,可将金属阻尼器分为剪切型软钢阻尼器和弯曲型软钢阻尼器。剪切型阻尼器是利用高延性软钢的平面内受剪屈服产生塑性滞回变形来耗能,弯曲型阻尼器是利用高延性软钢的平面外受弯屈服产生塑性滞回变形来耗能。

                  

  其工作原理是:在地震作用下,金属阻尼器先于梁柱的功能结构构件屈服而进入塑性,由于其具有良好的滞回特性,从而达到耗散大部分输入的地震能量,达到消能减震的目的。这类消能器具有滞回圈稳定、耗能能力大、长期使用可靠并不受温度影响的特点;目前国外用在钢结构中较多,国内也有相当的工程实践。

  金属阻尼器的布置方式有支撑式金属阻尼器连接、墙式金属阻尼器连接和连梁式金属阻尼器连接。