土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 建筑加固 \ 如何减轻地震对建筑的破坏？

如何减轻地震对建筑的破坏？

发布于：2020-11-06 14:22:06 来自：建筑结构/建筑加固 [复制转发]

地震对建筑物的损毁往往是很严重的，也对人类造成巨大的生命财产损失。为减轻地震对建筑的破坏，传统的方法是提高建筑自身的承载能力和变形能力，即结构的「抗震」能力。「减震」和「隔震」技术的出现，为建筑的防灾减灾提供了新的思路。

0 1 减震与隔震

减震是指在建筑结构的一些部位增加消能减震元器件，通过这些元器件产生摩擦、塑性和黏性等方式吸收地震能量，减少地震对建筑主体结构的破坏。

抗震结构与减震结构

隔震是指在建筑结构底部设置水平刚度很小的隔震层，阻隔水平地震向上部结构传递，从而大幅减小上部结构的水平地震作用和破坏。

抗震

隔震

从结构反应谱分析的角度可以说明减震和隔震技术的原理。

减震结构通过设置消能器，可以基本不改变结构周期而显著增加结构的阻尼，例如采用速度型消能器将结构的阻尼比从0.05增加至0.15，使得地震影响系数降低，即主体结构的地震作用力减小。

速度型消能器对应的地震影响系数曲线

采用位移型阻尼器时，一方面会增大结构的阻尼比，一方面也会引入额外的刚度，改变局部的受力状态，甚至减小结构整体的振动周期。

位移型消能器对应的地震影响系数曲线

隔震结构通过设置刚度很小的隔震层，延长结构的周期，提高结构阻尼比，例如将结构周期从隔震前的0.5s延长至隔震后的2s，阻尼比从隔震前的0.05提升至0.15，结构所承担的地震力会显著降低。

隔震对应的地震影响系数曲线

0 2 减震和隔震单元库

在地震作用下，减震和隔震元器件会表现出非线性特征，一般需要采用动力时程分析方法。特别是在罕遇地震作用下，建筑主体结构构件会发生塑性破坏，Abaqus凭借强大的非线性求解能力，在许多城市地标性建筑弹塑性分析中得到应用。

中央电视台总部大楼

基于达索系统的Abaqus产品，中南建筑设计院开发了复杂建筑结构高等非线性分析集成软件CSEPA，可以帮助结构工程师解决超限复杂结构设计分析中的各种难题。基于试验结果和经典减隔震理论，CSEPA软件中实现了多种类型的减隔震单元，比如防屈曲约束支撑、消能减震器以及隔震支座，能够高效地完成减隔震结构的动力弹塑性分析。