新型耗能減震體系
發(fā)布日期:2015-02-05 11:15 作者:zzmana
地震是一種危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及破壞性、危害性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害,尤其在人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)的城市和地區(qū),造成的損失更為慘重。隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能也提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系主要靠結(jié)構(gòu)材料塑性變形引起的滯回耗能耗散能量,因?yàn)闇睾哪苁墙Y(jié)構(gòu)的破壞能量,結(jié)果將會(huì)是結(jié)構(gòu)損傷破壞嚴(yán)重;在結(jié)構(gòu)能量分析理論中,除了滯回耗能外,阻尼耗能在結(jié)構(gòu)中的能量耗散能力應(yīng)該得到發(fā)揮,且阻尼耗能不會(huì)引起結(jié)構(gòu)破壞。在對(duì)結(jié)構(gòu)抗震多年研究的過(guò)程中,人們逐漸認(rèn)識(shí)到好的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有多道抵抗地震作用力、消耗地震能量的抗震防線,從而提出了很多耗能減震的新型結(jié)構(gòu)形式。
新型耗能減震體系,就是把結(jié)構(gòu)物的某些非承重構(gòu)件(如支承,剪力墻,連接件等)設(shè)計(jì)成耗能構(gòu)件,或在結(jié)構(gòu)的某部位(層間空間,結(jié)點(diǎn),聯(lián)接縫等)裝設(shè)耗能裝置。在風(fēng)或小震作用下,這些耗能構(gòu)件或耗能裝置具有足夠的初始剛度,處于彈性狀態(tài),結(jié)構(gòu)物仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。但是,當(dāng)出現(xiàn)中、大地震時(shí),耗能構(gòu)件或耗能裝置率先進(jìn)入耗能狀態(tài),產(chǎn)生較大阻尼,大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量,使主體結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài),并迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)(位移、速度、加速度等),從而保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在大震中免遭破壞,確保主體結(jié)構(gòu)在大震中的安全。
目前,耗能支撐是結(jié)構(gòu)耗能構(gòu)件中的主要形式,已經(jīng)在部分大型建筑中得到了應(yīng)用,取得了很好的效果。對(duì)耗能支撐的研究又集中在耗能支撐形式以及各種耗能器上,常見(jiàn)的耗能支撐形式有交叉支撐、單向支撐、K型支撐、偏心支撐等;耗能支承中的阻尼器現(xiàn)在研究和應(yīng)用較多的是軟鋼阻尼器、擠壓鉛阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器等。
但是上述耗能結(jié)構(gòu)體系存在很大不足,首先耗能裝置設(shè)置在結(jié)構(gòu)中,大多為非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,體積龐大,加工工藝復(fù)雜、施工安裝工期長(zhǎng)、造價(jià)高昂,其次大部分耗能裝置安裝在結(jié)構(gòu)外部,暴露在空氣中,易受氧化腐蝕,對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和更換十分困難。