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1 耗能减震加固技术与设计方法 周云著 北 京

2 内容简介 耗能减震加固技术和设计方法是传统抗震加固技术和设计方法的突破和发展, 是耗能减震技术和设计方法在抗震加固中的应用 本书系统地论述了耗能减震加固的概念 原理 技术 设计方法及工程应用 全书共八章, 内容包括耗能减震加固的概念与原理 耗能减震器的类型与性能 耗能减震器的恢复力模型 耗能减震加固结构的分析方法 耗能减震加固结构设计 基于性能的耗能减震加固结构设计 耗能减震加固结构的施工质量管理 方法与维护管理 耗能减震加固典型工程实例等 本书可供土木工程等专业的研究 设计 施工 监理人员使用, 也可作为高等院校土木工程学科博士 硕士研究生和高年级本科生的教学参考书 图书在版编目 (CIP) 数据 耗能减震加固技术与设计方法 / 周云著. 北京 : 科学出版社,2006 ISBN Ⅰ. 耗 Ⅱ.1 周 Ⅲ. 建筑结构 : 抗震结构 加固 Ⅳ.TU352 1 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2006) 第 号 责任编辑 : 杨家福 / 责任校对 : 刘彦妮责任印制 : 吕春珉 / 封面设计 : 耕者设计工作室 出版 北京东黄城根北街 16 号 邮政编码 : ciencep.com 印刷 科学出版社发行 各地新华书店经销 2006 年 11 月第 一 版 开本 :B 5 ( ) 2006 年 11 月第一次印刷 印张 :19 1/2 印数 : 字数 : 定价 :42.00 元 ( 如有印装质量问题, 我社负责调换枙科印枛 ) 销售部电话 编辑部电话 (BA 03)

3 前 言 地震是一种对人类生命和财产危害巨大的自然灾害, 地震中建筑物和构筑物的破坏和倒塌是造成灾害和损失的根本原因 为了保障人民生命和财产不再遭受或少遭受地震损失, 迫切需要对既有工程结构进行抗震鉴定 评估与加固改造 建筑物鉴定 评估与加固改造是建筑领域的一门古老而新兴的学科 随着结构减震控制的研究和应用的发展, 国内外许多从事抗震加固研究的学者已把目标转向采用耗能减震控制技术作为结构抗震加固 震后修复和加层改造的新思路 新方法, 并进行了一系列的研究与应用 实践证明, 耗能减震加固方法比传统抗震加固方法更加有效 安全 适用 可靠, 且节省造价 本书系统地总结和阐述了耗能减震加固理论 技术 方法和工程应用的主要研究成果, 全书共八章 第一章介绍了结构抗震加固的意义 主要措施, 耗能减震加固的概念与原理 可行性 效果 优越性及应用范围 第二章介绍了不同耗能减震器的类型及性能特点 第三章介绍了各类耗能减震器的恢复力模型 适应于各类耗能器的统一解析模型及在地震作用下耗能减震器所耗散能量的计算方法 第四章介绍了耗能减震加固结构的分析模型 耗能减震器非线性恢复力的等价线性化 耗能减震加固结构分析方法与分析过程 第五章结合我国规范, 介绍了耗能减震加固目标 加固的概念设计 耗能减震加固结构的抗震计算 耗能支撑的设计 连接与构造, 给出了设计步骤和设计实例 第六章介绍了基于性能的耗能减震加固结构的设计理论 评估方法和实用设计方法以及用 SA P2000 软件进行 Push over 分析的方法等 第七章介绍了耗能减震加固工程的质量管理 施工管理 施工计划 维护管理的内容和要点, 给出了施工实例 第八章介绍了国内外耗能减震加固技术的应用情况, 并详细介绍了 40 余个典型的耗能减震加固工程 在本书完稿之际, 作者要感谢中国工程院院士 广州大学周福霖教授, 中国建筑科学研究院王亚勇研究员, 云南大学叶燎原教授等长期以来对作者研究工作的指导 关心和支持 作者的研究生丁春花 汤统壁 吴从晓 聂一恒 张文华 汪大洋 褚洪民 乐登等协助收集了有关资料和进行文图处理工作, 在此一并致谢 本书的出版得到广东省 广州市重点学科建设经费和广州大学学术著作出版基金的资助, 亦在此表示衷心感谢 限于时间及作者的水平, 书中不当之处在所难免, 衷心希望读者批评指正 i

4 目 录 前言第一章 耗能减震加固的概念与原理 抗震加固的意义与发展简况 地震的危害性 抗震加固的意义 抗震加固发展简况 抗震加固方法概述 耗能减震加固的概念与原理 耗能减震加固方法的特点 耗能减震加固方法的应用范围 耗能减震加固方法的应用前景 13 参考文献 14 第二章 耗能减震器的类型与性能 耗能减震器的类型 粘滞耗能器 缸式粘滞耗能器 粘滞阻尼墙 圆筒式粘滞耗能器 粘弹性耗能器 普通粘弹性耗能器 BRC 粘弹性耗能器 条板式粘弹性耗能器 壁式粘弹性耗能器 金属耗能器 加劲耗能装置 圆 ( 方 ) 钢环耗能器 双环钢耗能器 加劲圆环耗能器 低屈服点钢耗能器 无粘结支撑 铅阻尼器 51 iii

5 2 5 摩擦耗能器 Pall 型摩擦装置 Sumitomo 型摩擦筒制震器 摩擦剪切铰耗能器 滑移型长孔螺栓节点耗能器 双向摩擦耗能装置 复合型耗能器 复合型铅粘弹性耗能器 圆环 摩擦耗能器 组合式铅橡胶耗能器 组合钢板耗能器 钢铅组合耗能器 73 参考文献 75 第三章 耗能减震器的恢复力模型 耗能减震器的恢复力模型 速度相关型耗能器的恢复力模型 滞变型耗能器的恢复力模型 复合型耗能器的恢复力模型 耗能器的统一恢复力模型 耗能部件的恢复力模型 耗能减震器的能量计算 速度相关型耗能器的能量计算 位移相关型耗能器的能量计算 98 参考文献 98 第四章 耗能减震加固结构的分析方法 概述 耗能减震加固结构的分析模型 原结构的分析模型 耗能减震加固结构的分析模型 振型分解反应谱法 振型分解反应谱法简介 耗能器的等价线性化 耗能减震加固结构的振型分解法 时程分析法 时程分析法简介 输入地震波的选择 115 iv

6 4 4 3 耗能减震加固结构的恢复力模型 地震动方程的直接积分法 静力弹塑性分析法 静力弹塑性分析概述 基本原理 侧向荷载加载模式 等效单自由度体系的建立 地震需求谱的建立 结构抗震能力的评估 能量分析法 能量分析方法简介 能量反应方程的建立 能量反应分析的研究 能量反应谱 155 参考文献 160 第五章 耗能减震加固结构设计 耗能减震加固结构的设防目标与性能要求 耗能减震加固结构的概念设计 耗能减震加固结构需求附加阻尼比的估计 耗能器的选择 耗能器数量的估计 耗能部件的形式及选用 耗能部件的布置原则 耗能减震加固结构的抗震计算 耗能减震加固结构的计算内容 耗能减震加固结构的设计步骤 耗能减震加固结构的连接与构造 耗能支撑的设计 耗能部件的连接与构造 耗能减震加固结构设计实例 摩擦耗能器的耗能减震加固设计实例 金属耗能器的耗能减震加固设计实例 粘弹耗能器的耗能减震加固设计实例 粘滞耗能器的耗能减震加固设计实例 193 参考文献 196 v

7 第六章 基于性能的耗能减震加固结构设计 基于性能的抗震设计理论 基于性能的抗震设计的发展概述 基于性能的抗震设计的研究内容 基于性能的抗震设计的研究现状 基于性能的耗能减震加固结构设计理论 基于性能的耗能减震加固结构设计的理论框架 性能目标与性能水准 设防目标及其量化 性能评价 基于性能的耗能减震加固结构抗震设计的评估方法 能力谱法 目标位移法 延性系数法 运用 SA P2000 软件进行 Push over 分析 结构模型和单元模型 SAP2000 建模的非线性模拟 加载模式和 Push over 分析工况 结果分析与性能评价 SAP2000 中非线性静力分析 Pus hover 分析的一般步骤 221 参考文献 222 第七章 耗能减震加固工程的施工质量管理 方法与维护管理 质量管理 阻尼器的设计与性能质量管理 阻尼器的施工质量管理 施工计划 施工注意事项 施工保管 养护 施工管理项目 施工流程 维护管理 维护管理中的检查 维护管理体制 耗能减震加固结构的施工实例 236 参考文献 240 vi

8 第八章 耗能减震加固典型工程实例 摩擦耗能器在加固工程中的应用 MUCTC 大楼 联邦电子科研大楼 日本的某住宅楼 波音发展大楼 波音餐厅 礼堂和健身中心 蒙特利尔娱乐场 魁北克省警察局 Eaton 大楼 正义中心大楼 St Vincent 医院 Highlands 水塔和 Rolling 高架水塔 Freeport 水塔 Magnin 大楼 加拿大某教学楼 洛杉矶某钢结构 其他加固实例 金属耗能器在加固工程中的应用 某公司机房大楼 台中国泰世华国际大楼 西华银行 墨西哥 Izazagea38 40 号楼 墨西哥某办公楼 日本竹中公司办公楼 日本某事务所 华莱士班尼特联合大楼 其他加固实例 粘滞阻尼器在加固工程中的应用 北京展览馆 北京京西宾馆 南京市五台山体育馆 希腊和平与友谊体育馆 (2004 年奥运会主赛馆 ) 日本鹿儿岛机场 旧金山 Richmond 大桥 旧金山海湾大桥 Cunn su 桥 280 vii

9 8 3 9 E po 桥 美国金门大桥 粘弹性耗能器在加固工程中的应用 潮汕星河大厦 圣地亚哥海军设备供应局的 116 号建筑 Santa Clara 城某建筑 日本横滨某建筑 武汉市洪山区的某局机关办公楼 大阪市前门制造厂分店 5 层大楼 293 参考文献 294 viii

10 CONTENTS Preface Chapter1 Introduction Development and Significance of Structure Seismic Retrofitting Harmfulness of Earthquake Significance of Seismic Retrofitting Development of Seismic Retrofitting M easures of Seismic Retrofitting Concept and Principle of Energy Dissipation Retrofitting T rait of Energy Dissipation Retrofitting T echnology Applied S cope o f Energ y Dissipatio n R et rofit ting T echno lo gy Applied Prospect of Energy Dissipation Retrofitting Technology 13 References 14 Chapter2 TypesandPerformanceofEnergyDissipaters T ypes of Energy Dissipaters Viscous Damper Canister Liquid Damper Viscous Damping Wall Cylinder Viscous Damper Viscoelastic Damper Common Viscoelastic Damper BRC Viscoelastic Damper Bo ar d V is co elast ic Dam per Wall type Viscoelastic Damper M et allic Dam per Added Damping and Added Stiffness Steel Damper Circular (Square) Ring Steel Damper Double Ring Steel Damper Added Stiffness Circular Ring Damper Low yield point Steel Damper U nbonded Brace 44 ix

11 2 4 7 lead Damper Friction Damper Pall Friction Damper Sumito m o F r ict io n Dam per Frictional Hinge Damper Slotled Bolted Connections Double Way Friction Damper Composite Damper Steel Friction Composite Damper Circular Ring Friction Damper Combined Lead Rubber Damper Combined Steel Plate Damper Combined Steel Lead Damper 73 References 75 Chapter3 RestoringForceModelofEnergyDissipaters Restoring Force M odel of Energy Dissipater Restoring Force M odel of Velocity Dependent Energy Dissipater Restoring Force M odel of Displacement Depentdent Energy Dissipater Restoring Force M odel of Composite Energy Dissipater U niform Restoring Force M odel of Energy Dissipater Restoring Force M odel of Energy Dissipation Components Energy Calculation of Energ y Dissipater Energy Calculation of Velocity Dependent Energy Dissipater Energy Calculation of Displacement Dependent Energy Dissipater 98 References 98 Chapter4 AnalyticalMethodofRetrofittingStructureWithEnergy Dissipaters Introduction An aly tical M odel of Retrofit ting Syst em w it h Energy Dissipaters Analytical M odel of Original Structure 101 x Analytical Model of Retrofitting Structure with Energy Dissipater s Response Spectrum Analysis Summarization of Response Spectrum Analysis 105

12 4 3 2 Equivalent Linearization of Energy Dissipater Response Spectrum Analysis for Retrofitting Structure with Energy Dissipater s Time History Analysis Summarization of T ime History Analysis Selection of Earthquake M otion Records Restoring Force M odel of Retrofitting Structure With Energy Dissipater s Direct Integration of Equation of M otion Static Pushover Analysis Summarization of Static Pushover Analysis Basic Principle LoadingModeofLateralLoad Establishment of Equivalent Single Degree of Freedom System Establishment of Seismic Demand Spectra Evaluation of Structure Seismic Capability Energy Analysis Summarization of Energy Analysis Establishment of Energy Equation State of the Art of Researches on Energy Reaction Analysis Energy Response Spectrum 155 References 160 Chapter5 DesignofRetrofitingStructurewithEnergyDissipaters Fortification Object and Performance Demand of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Conceptual Design of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Evaluation of Supplemental Damping Ratio Selection of Energy Dissipater Number Evaluation of Energy Dissipater Style and Selection of Energy Dissipation Component Configuration Principle of Energy Dissipation Component Seismic Design of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Design Aspects of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Design Steps of Retrofitting Structure w ith Energy Dissipaters 175 xi

13 T he Connection and Configuration of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Design o f E nerg y Diss ipat io n Brace Configuration of Energy Dissipation Component 179 Design Examples of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Design Example of Retrofitting Structure withfrictional Damper Design Example of Retrofitting Structure withmetallic Damper Design Exam ple of Retrofitting Structure w ith Viscoelastic Damper Design Exam ple of Retrofitting Structure w ith Viscous Dam per 193 References 196 Chapter6 Performance-basedseismicDesignofRetrofitingstructure withenergydisipaters Performance based Seismic Design T heory Generalization of Performance based Seismic Design Content of Performance based Seismic Design State of the Art of Performance based S eismic Design Performance based Design T heory of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters 202 xii Performance based Design Theory Frame of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Performance Objectives of Retrofitting Structure with Energy Dissipater s Fortification Objects and Quantification of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Evaluation on Performance of Retrofitting Structure w ith Energy Dissipater s Evaluation M ethod of Performance based Seismic Design of Retrofitting Structure with Energy Dissipaters Capacity Spectra M ethod O bject Dis placem ent M et hod Duct ilit y Coeff icient M etho d Push over Analysis U sing SAP Structure M odel and Element M odel N onlinear Sim ulat ion o f M o del Building in SAP

14 6 4 3 L oading M ode and Operation Condition Analysis of Push over Result Analysis and Performance Evaluation Nonlinear Static Analysis in SAP2000-General Steps of Push over Analysis 221 References 222 Chapter7 ConstructionQualityControl, MethodandMaintenanceManageof EnergyDissipationRetrofiting Quality Control Quality Control of the Design and Performance of Dampers Construction Quality Control of Dameprs Construction Program Attentions in Construction M aintenance in Construction Construction Manage Items Construction Flow M aintenance M anagement Examinations in M aintenance M anagement M aintenance M anagement System Energy Dissipat ing Retrofitt ing Const ruction Exam ples 236 References 240 Chapter8 TypicalProjectExamplesof RetrofitingstructurewithEnergyDissipaters Applicat ion of Frict ion Dam pers in Ret rofit ting Project MUCTC building Federal E lect ro nic Research Building O ne Residence in Japan Boeing Development Building, Boeing Dining room, Auditoria and Gymnasium Montreal Casino Quebec Police Headquarter Eaton's Building Justice Headquarters St Vincent Hospital Highlands Cistern and Rolling Hills Cistern Freeport Water Reservoir Magnin Building 256 xiii

15 One T eaching Building in Canada OneSteelStructureinLosAngeles Other Retrofitting Project Examples Applicat ion of M et allic Dam pers in Retrofitt ing Project M achine Building in One Corporation Guotai Shihua International Building in Taiwan She Hwa Bank Building Izazagea Building in M exico One Office building in M exico Zhuzhong Corporation Office building in Japan One Office building in Japan W allace F Bennett Federation Building Other Retrofitting Project Examples Applicat ion of Viscous Dampers in Retrofitt ing Project Beijing Ex hibit io n Building Beijing Jing xi H ot el W u T aisan Gymnasium in Nanjing City G reece Peace and F riendship Olym pic G am es Gy mnasium Kagoshima Airport T ermind Building in Japan San Francisco Richmond Bridge San Francisco Bay Bridge Chun su Br idge E po Bridge American Golden Gate Bridge Applicat ion of viscoelastic Dam pers in Retrofitt ing P roject Chaoshan xinghe Building No 116 Building of Navy Facility Providing Bureau of Santiago One Building in SaintCara One Building in Yokoham a of Japan One Department Office Building in Hongshan Borough of Wuhan Five Story Building of Front Door Factory in Osaka 293 References 294 xiv

16 第一章 耗能减震加固的概念与原理 1 1 抗震加固的意义与发展简况 地震的危害性 地震是一种危及人民生命财产安全以及破坏性 危害性极大的突发性自然灾害, 尤其在人口密集及政治 经济 工业和科学技术发达的城市和地区, 造成的损失更为惨重 一次大地震可令一座繁荣 美丽的现代化大城市在数十秒钟内变成一片废墟, 成片房屋破坏倒塌, 交通 通信 供水 供电等生命线中断, 并可能引发火灾 水灾 山崩 滑坡 海啸 疾病等次生灾害, 造成人员大量伤亡, 城市瘫痪, 导致严重的经济损失 因此从某种意义上说, 地震是群灾之首 随着世界人口的不断增长和城市化速度的加快, 地震灾害问题在社会中越发显得突出, 譬如 1995 年 1 月 17 日日本阪神地区发生 7 2 级大地震, 因为该地区人口密度大 产业密集经济发达, 地震造成的损失十分惨重 据日本政府公布的灾情, 死亡 6310 人, 受伤 人,30 多万人无家可归, 栋建筑物遭受破坏, 直接经济损失 1000 亿美元, 间接经济损失超过 1000 亿美元, 灾害损失空前绝后, 这反映出人类社会减灾能力的脆弱性 美国著名地震学家詹姆斯 M 格雷说 : 杀死人的不是地震, 而是建筑物 他的话十分精辟地表述了这样一个无情的事实 : 地震造成的人员伤亡以及给人们带来的经济损失大部分是由于房屋破坏倒塌造成的 图 和图 分别为 1985 年墨西哥地震和 1976 年唐山地震中楼房倒塌的情况 表 列举了我国 1966~1997 年几次大地震造成的房屋破坏情况 图 年墨西哥地震造成的楼房倒塌 1

17 图 表 年唐山地震中倒塌的楼房 我国地震造成房屋破坏情况列举 时间 震中 震级 房屋破坏数量 1966 年 3 月 河北邢台 6 8,7 2 共 508 万间, 全部倒塌和严重破坏 262 万间 1975 年 2 月 辽宁海城 7 3 民房 530 万间 1976 年 7 月 河北唐山 7 8 民房 530 万间 1996 年 2 月 云南丽江 7 0 共 100 万间 1997 年 1~ 4 月 新疆伽师 6 级震群 倒塌 19 5 万间 既然地震给人类带来的灾难如此深重, 危害性如此巨大, 因此为了保障人民生命财产今后不再遭受或少遭受地震损失, 应着重做好以下两方面的工作 : 一方面要做好新建建筑及构筑物等的抗震设计, 另一方面要对既有建筑及构筑物等工程进行抗震鉴定 评估和加固改造, 使之满足抗震设计的要求 抗震加固的意义 结构抗震加固技术是针对正在使用的既有建筑进行检测 评价 维修 加固或改造等技术对策的总称 建筑物加固是根据建筑物的鉴定结论, 针对建筑物的缺陷和损坏进行修复, 以恢复或提高建筑物的安全性和耐久性, 也可结合加固改善建筑物的使用功能, 满足新的适用性要求 抗震加固是提高既有建筑抗震能力最有效的手段, 对未设防的现有工程进行抗震鉴定与加固是我国抗震工作的成功经验 如唐山地震前, 天津发电设备厂汲取海城地震的教训, 用 40 多吨钢材加固了全厂 64 项主要建筑物和设备 唐山地震时全厂没有一个车间倒塌, 没有一个屋架塌落, 设备也完好无损, 震后仅用三天时间就恢复了正常生产 而与此厂相邻的天津重型机械厂, 由于震前没有采取加固措施, 在唐山地震时破坏严重, 停产半年, 且修复厂房花费了 700 多吨钢材 又如 1996 年 2 月 3 日云南丽江县发生了 7 0 级强烈地震, 丽江地区的大礼堂在 1988 年加固时因经费不足, 只重点加固了中间部位的观众厅, 2

18 两边的舞台和前厅没有加固, 那次地震造成礼堂舞台和前厅倒塌, 门庭倒塌砸死 2 人, 而中间部分则基本完好, 可见在同一个建筑物上加固的部位与没有加固的部位出现了两种不同的结果 诸多实践表明, 对原有建筑结构进行抗震加固改造, 一方面既可以节省投资, 达到新的使用要求, 又可以大大减轻地震时房屋的破坏, 更重要的是保障人民生命财产的安全, 另一方面, 即使不发生地震, 抗震加固也能增加建筑物安全度, 延长其使用寿命, 还能提高建筑物抵御意外突发事故 ( 如振动 爆炸等 ) 的能力 因此, 抗震加固将使大批老旧建筑重新焕发出新的活力, 成为城市建筑中的一个新的亮点 抗震加固发展简况 我国建筑抗震加固的研究与应用经历了一个曲折的过程 中华人民共和国成立以后, 由于当时科学技术水平落后 经济水平有限以及人们对地震灾害严重性 建筑物抗震重要性认识的不足, 建筑物的抗震设计一直没有得到很好地贯彻实施 自 20 世纪 60 年代以来, 我国着手对已有建筑抗震加固技术和方法进行研究, 并取得了良好的社会效益和经济效益 我国的建筑结构的抗震鉴定及加固经历了由试点起步 蓬勃开展到综合发展的三个阶段 ( 戴国莹等,1998) 第一阶段, 大致由 1966 年邢台地震开始到 1976 年唐山大地震, 是抗震鉴定及加固的试点起步阶段, 其主要特点是 : 探索抗震鉴定及加固的基本技术和管理方法, 并在实践中证明了抗震鉴定及加固的必要性和有效性 特别是在 1970 年通海地震以后, 当年即召开了通海地震的经验总结会, 该次会议正式提出要改变抗震工作的被动局面, 把预防工作做在地震发生之前, 对现有未抗震设防房屋采取积极的防灾措施, 这是我国工程抗震战略上的一个重大突破 在 1976 年唐山大地震中, 天津市加固的 2 万间民房无一倒塌 但同样在唐山地震中, 天津第二毛纺厂三层的框架厂房, 因不合理的加固使抗震薄弱层转移, 加固后厂房仍然倒塌, 也是一个严重的教训 第二阶段, 自 1976 年唐山大地震后至 1989 年基于概率的国家标准枟建筑抗震设计规范枠 (GBJll 89) 正式发布, 是抗震鉴定及加固蓬勃开展阶段 唐山地震促进了我国建筑抗震鉴定与加固工作的发展, 不仅通过实践积累了丰富的工程经验, 而且还进行了大量的科学试验, 为编制一部较为综合的建筑抗震鉴定与加固设计规程奠定了基础 该阶段主要特点是 : 建立了抗震鉴定及加固的基本管理体制, 制定了主要着眼于安全的技术标准枟工业与民用建筑抗震鉴定标准枠 (TJ23 77), 在国家计划的统一安排下,7 度及以上抗震设防地区完成了一批现有建筑的鉴定和加固, 使我国城市中现有建筑的抗震能力得到了明显的提高 在这个阶段, 对抗震加固提出了提高强度 提高变形能力和加强整体性的三种目标, 以外加圈梁 构造柱 夹板墙和钢构套为基本手段, 形成了增强自身法 外加构件法和替换法等基本加固方法, 并取得了显著成效 仅 1977~1981 年, 国家 地方 部门和企业共投资 12 亿元, 3

19 加固房屋 m 2, 至 1988 年共完成了 2 15 多亿平方米建筑物的加固任务 第三阶段, 大致由枟建筑抗震设计规范枠 (GBJll 89) 开始执行起, 是抗震鉴定及加固综合发展的阶段 其主要特点是 : 抗震鉴定及加固的要求扩大到 6 度抗震设防区, 强调了建筑结构抗震能力的综合分析, 随着经济体制的改革, 抗震鉴定 抗震加固与建筑功能改造日益密切地结合在一起 在此基础上, 中国建筑科学研究院会同有关设计 科研和教学单位共同编制了枟建筑抗震加固技术规程枠 (JGJ116 98), 已经建设部批准为强制性行业标准, 自 1999 年 3 月 1 日起施行 此阶段不断有新技术 新材料应用于结构抗震加固中, 如粘钢和碳纤维片加固技术 钢筋化学锚固技术 隔震和耗能减震加固技术等 作者预计, 耗能减震加固技术和理论的研究与应用将成为我国抗震加固中一个重要的内容, 以隔震 耗能减震加固技术和理论得到较大应用和枟减震加固技术规范枠编制完成为标志的我国建筑结构抗震鉴定与加固发展的第四个阶段即将到来 1 2 抗震加固方法概述 抗震加固时除了构件由于强度不足或延性不足有针对性对构件进行加固外, 尚可对房屋进行整体性加固 在确定结构抗震加固方案时首先应考虑整体性加固方案, 以避免 头痛医头 脚痛医脚 的构件加固 以下介绍几种主要的抗震加固措施, 其中前 5 种属于传统的抗震加固方法, 后 2 种属新型抗震加固方法 (1) 砖砌体的混凝土板墙加固法砌体结构的抗震加固主要是加强结构的整体性, 提高墙体的抗震承载能力和变形能力 混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固, 具有较大的灵活性 首先, 可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙 板墙可设置为单面或双面, 甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙, 形成混凝土筒 其次, 采用混凝土板墙加固时, 可根据业主的意图采用 内加固 或 外加固 方案 当希望保持原有建筑风貌时, 可采用 内加固 方案 ; 当需结合抗震加固进行外立面装修时, 则可采用以 外加固 为主的方案 采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力, 控制墙体裂缝的开展 此外, 在板墙四周采用集中配筋形式取代外加柱 圈梁和钢拉杆, 以提高墙体的延性性能和变形能力 这种处理方法对建筑外观和内部使用的影响很小 (2) 增设抗震墙加固法此法是目前对钢筋混凝土结构和劲性钢筋混凝土结构的建筑物进行抗震加固最基本的方法, 为增加抗震墙, 既有建筑物中大致可通过三种方式形成抗震墙 ( 如图 所示 ):1 在柱与梁构成框架的空间内增设抗震墙 ;2 将已有的墙体加固成抗震墙 ;3 通过封堵墙体上的开洞形成抗震墙 此法利用新增的抗震墙来承担主 4

20 要的地震作用, 减小结构的变形 采用增设抗震墙加固时, 需处理好新增墙体与原有构件的连接, 如墙柱连接 墙梁连接, 既要保证连接的可靠性, 又要避免对原结构构件造成过多的损伤 图 增设抗震墙施工方法 此法优点是应力传递简单, 刚度和强度高, 可靠性好, 同时由于该墙体不需要使用特殊材料, 造价也较低 其缺点是墙体重量大, 基础结构必须有富余的承载力 另外, 由于妨碍出入 采光 通风, 建筑物的使用功能受到限制 ; 施工过程中噪音 振动都很大, 工期也较长 近来, 为解决这些问题, 正在开发使用轻型预制板和混凝土砌块制作墙体的施工方法 在布置新设抗震墙体时应注意, 由于抗震墙的刚度较大, 要充分考虑加固后的结构刚度的均匀性, 以便增设抗震墙后使整体结构刚度均匀 (3) 框架柱的加固方法有时, 由于受建筑使用功能的限制, 无法采用剪力墙加固, 在这种情况下, 分别对原结构柱进行加固是最好的加固方案, 通过加固可提高原构件的承载力, 改善构件的延性, 此外还可使 强梁弱柱 体系改变为 强柱弱梁 体系, 从而达到抗震加固的目的 加固柱子的施工方法, 根据加固目的不同可分为提高强度的施工方法 提高延性的施工方法和使结构刚度趋于均匀的施工方法等 提高柱子强度的施工方法有以下两种 :1 在柱子外面增加钢筋后浇筑混凝土的方法 ;2 在柱子上增设现浇或预制翼墙的方法 提高柱子延性的施工方法有三种 这些施工方法不允许增加其柱子的抗剪强度, 只在柱头 柱脚处采取加固措施 1 在柱子外围焊上钢筋网或封闭环箍 封闭型 5

21 带板等, 再浇混凝土或砂浆的方法 ;2 用钢板围在柱子外面, 焊接封闭, 在其间隙填充砂浆的方法 ;3 采用碳纤维材料 (CFRP) 加固补强方法, 如图 所示, 此方法具有高强高效 自重轻 不增大柱子的截面和良好的耐久性和耐腐蚀性等优点, 很具发展潜力, 缺点是造价高 图 用碳纤维材料进行柱子的抗震补强 (4) 增设支撑加固法在钢筋混凝土结构和钢结构等各种结构的柱和梁构成框架的空间内, 通过增设支撑进行抗震加固, 如图 所示 图 复合式支撑斜杆加固示意图 增设支撑的施工方法的优点是重量较轻, 工期较短, 可确保结构的强度和延性 在建筑的外围框架中增设支撑施工的同时, 房屋的内部还能照常使用, 此类工程实例正逐渐增多 ; 但也有其缺点, 如果采用钢支撑, 则由于其通常都是按受拉杆件设计, 在往复地震作用下容易产生屈曲破坏, 且耗能能力有限, 震后需要替换 (5) 设置外部框架加固法在建筑的外围新增设高强度 高刚度的扶垛和空间框架, 并与已有建筑的主体结构连接, 可保证已有建筑物的必要支撑力和延性 ( 见图 1 2 4) 这种施工方法适 6

22 用于中 低层建筑, 前提条件是建筑物四周必须有足够的空地用来设置外部框架 这种方法还适用于对建筑物的改 扩建工程 图 设置外部框架加固法此施工方法的优点是 : 加固工程在建筑物的外部进行, 内部仍可正常使用 缺点是造价高 工期长, 并且建筑物的原立面造型全部变样, 建筑内部的采光和通风也会受到影响 (6) 隔震加固法隔震加固法是将隔震技术应用于抗震加固领域中, 通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上, 从而达到减少原结构地震反应的目的, 限制能量向上部结构传递, 提高了建筑物抗震安全度 图 1 2 5(a b) 为传统抗震结构与隔震结构在地震时的反应对比 这种方法优点是, 加固效果好, 抗震安全度高, 不需要对非结构构件 设备 家具等再进行抗震处理 由于建筑物内外部不需要变动, 所以建筑的功能和用途均不受影响, 施工中也可照常使用 缺点是设置隔震层后, 穿过隔震层的设备配线 配管等需要进行妥善的柔性连接, 费时费事 隔震加固法用于现有建筑抗震加固在美国 日本等国已有成功的工程实例, 如美国对盐湖城大厦 洛杉矶政府大楼等几十栋建筑就是采用此方法进行了加固 ; 日本对一些办公楼 机场等大型公共建筑也是采用此方法进行了加固, 效果十分明显 在我国此项技术目前主要用于新建结构中, 用于现有结构的抗震加固的实例较少 (7) 耗能减震加固法耗能减震加固方法是通过在结构物的某些部位增设耗能 ( 阻尼 ) 减震器或耗能组件, 以减小地震反应, 是抗震加固的一条新途径 此方法主要依赖增加结构的能量耗散能力, 而不是依靠增加结构的刚度和延性来加固结构, 换句话说, 地震输入到结构中的能量通过由耗能器组成的非承重构件耗散掉, 而不是由结构主要承重构件的屈服或破坏吸收掉 在以后章节中将详细介绍耗能减震加固法的有关内容 7

23 图 隔震加固法 1 3 耗能减震加固的概念与原理 耗能减震加固方法是通过在结构物某些部位增设耗能 ( 阻尼 ) 减震器或耗能组件来达到抗震加固目标的新方法 耗能减震加固结构在风载和中 小震作用下, 结构体系具有足够的抗侧移刚度以满足结构正常使用要求 ; 在强烈地震作用时, 随着结构侧向变形的增大, 耗能 ( 阻尼 ) 减震器率先进入耗能状态, 大量耗散输入结构的地震能量, 迅速地衰减结构的地震反应, 使主体结构避免或延迟出现明显的非弹性变形, 确保结构的安全性 ( 周云等,1994; 徐彤等,2000) 耗能减震加固原理可以从能量的角度来阐述 根据能量概念 (Housner, 1956), 地震时的结构能量转换过程的平衡方程可表达为 (U ang et al.,1988; 周云等,1997) 待加固结构 E in = E e + E c + E k + E h (1 3 1) 传统抗震加固结构 E in = E h + E c + E k + E h (1 3 2) 耗能减震加固结构 E in = E e + E c + E k + E h + E d (1 3 3) 式中 : E in E in E in 地震时输入结构体系的总能量 ; E k E k E k 结构体系的动能 ; E c E c E c 结构体系的粘滞阻尼耗能 ; E e E e E e 结构体系的弹性应变能 ; E h E h E h 结构体系的非弹性变形滞回耗能 ; E d 耗能装置耗散的能量 在上述能量方程中, 由于 E e E k 和 E e E k 仅是能量转换, 不能耗能,E c 和 E c 8

24 只占总能量的很小部分 (5% 左右 ), 可忽略不计, 在传统抗震加固结构中, 主要依靠增大结构体系的非弹性变形滞回耗能 E h 消耗输入结构的地震能量, 但因结构构件在利用自身变形耗能的同时构件本身将遭到损伤甚至破坏, 而且耗能越多, 破坏越严重 而在耗能减震加固结构中, 增加了耗能装置耗散能量 E d 一项, 耗能减震器或耗能组件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态, 大量耗散输入结构的地震能量, 因而结构本身需耗散的能量 E h 很少, 使其免受损伤和破坏 一般来说, 结构损伤 D h 与结构的最大变形 X h 和滞回耗能 ( 或累积塑性变形 ) E h 成正比, 可表达为 D h = f (X h,e h ) (1 3 4) 由于耗能减震加固结构的最大变形 X h 和滞回耗能 E h 比传统抗震加固结构 的最大变形 X h 和滞回耗能 E h 大大减小, 如图 所示, 故采用耗能减震加固方法更为合理有效 图 加固结构能量转换途径对比 阻尼是结构振动衰减的根本原因 与传统加固结构相比, 增大了结构阻尼比是采用耗能减震加固结构的主要特征 下面以单自由度结构为例, 分析结构在不同阻尼比下受脉冲作用和正弦波作用时的响应 图 为在不同阻尼比下, 圆频率为 10rad/s 的单自由度结构受初始速度为 50 cm/s 的脉冲振动下的响应 从图中可以看出 : 第一, 结构响应的初始幅值随阻尼比的增加而减小, 初始幅值从阻尼比为 2% 时的 4 5 cm 降到了阻尼比为 50% 时的不到 3 cm ; 第二, 结构响应的衰减速率随阻尼比的增加而增大 当地震的地面运动被认为是一系列单独的脉冲作用时, 房屋对这一系列脉冲的反应将正是对应于每一脉冲运动的叠加, 它随脉冲的发生而产生振动 很容易得出这样的结论 : 在建筑物中增设耗能器, 结构的阻尼比增大, 从而使结构的响应减小, 且反应衰减得较快, 可以减小结构在地震中受到的损伤累积 图 为在不同阻尼比下结构受正弦波振动的响应 从图中可以看出 : 在共振频率附近, 体系的阻尼比具有显著的减震效果, 阻尼比增加一倍, 动力放大系数 9

25 图 具有初速度的自由振动 将近减小一倍 ; 在远离共振频率处, 结构体系的阻尼仍有减震效果, 但不及在共振频率附近的减震效果明显 因此, 尤其对于固有周期接近于地震动卓越周期的结构, 采用增设耗能器的方法来降低结构在地震作用下的响应, 效果良好 图 动力放大系数随阻尼和频率的变化 1 4 耗能减震加固方法的特点 表 列出了耗能减震加固方法与传统的加固方法的不同之处, 从中可以看出该方法有诸多的优越性 1) 安全性 传统加固方法实质上是把结构本身及主要承重构件 ( 柱 梁 节点等 ) 作为消能构件, 按照传统加固方法加固的结构不具备自我调节能力, 而且由于地震的不可预见性及结构反应的复杂性, 结构难以确保安全 耗能减震加固结构体系由于特别增设非承重的耗能构件 ( 耗能支撑 耗能剪力墙等 ) 或耗能装置, 它们具 10

26 有较强的耗能能力, 在强震中能率先消耗输入结构的地震能量, 迅速衰减结构的地震反应, 从而保护主体结构和构件免遭损坏, 确保结构在强震中的安全 另外, 耗能构件 ( 或装置 ) 属非承重构件, 其功能仅在结构变形过程中发挥耗能作用, 而不承担结构的承载作用, 即它对结构的承载能力和安全性不构成任何威胁或影响, 所以耗能减震加固方法是一种非常安全可靠的加固方法 表 传统加固方法与耗能减震加固方法的比较 对比内容传统加固方法耗能减震加固方法 采用原理 做法 提高结构的强度和刚度, 以 硬抗 为主 加大截面 增设墙体 粘贴钢板等, 或改 变 增加原结构 采用附加耗能装置消耗地震能量, 以 柔 克刚增设耗能装置为非结构构件, 对主体结构无太大影响 加固后结构的性能 刚度和延性难以达到良好匹配, 易造成 刚度突变 局部应力集中 薄弱层转移 以非承重构件作为耗能杆件, 改变了结 构的动力特性, 保护了主体结构的安 全, 且不改变结构的原貌 强震中的状态 施工方法 发生非弹性变形, 剧烈振动, 容易破坏或倒塌较复杂, 有时需要加强基础, 施工周期长, 干扰性大 主体结构不进入明显的非弹性状态, 振动反应较小控制装置构造简单, 易于安装, 施工周期短, 干扰性小 经济性材料用量大, 人工费用高节省材料, 人工费用低 适用范围适用范围窄适用范围广 2) 经济性 传统加固结构采用 硬抗 地震的途径, 通过增设抗震墙 加大构件断面等途径提高抗震能力, 但由于地震作用是与结构特性密切相关的, 它随着结构的承载能力和刚度的变化而变化, 随着结构刚度的增加而增加, 尤其在高烈度区, 单靠提高结构的刚度和强度加固结构是很不经济的 耗能减震加固结构是通过 柔性耗能 的途径耗散输入结构中的地震能量以减小结构地震反应, 可以大大减小加固费用 3) 技术合理性 传统加固方法是通过加强结构, 提高侧向刚度以满足抗震要求, 但结构越加强, 刚度越大, 地震作用也越大, 如此恶性循环, 其结果除了安全性 经济性问题外, 对于采用高强 轻质材料的高层建筑 超高层建筑 大跨度结构等加固改造会造成严重的制约 耗能减震加固方法不仅是对整体结构抗震性能的加强, 避免出现加固了某些构件或部位而却使其他构件或部位成为薄弱环节的情况, 而且从抗震概念的角度出发, 对已有建筑物进行加固 特别对高柔结构 ( 超高层建筑 大跨度结构等 ) 加固效果更显著 如 Reinhorn 等人 (1995a,1995b,1995c) 和 Li 等人 (1995) 等采用耗能减震技术对一三层框架结构进行了 1/3 比例模型的抗震加固试验和分析研究, 分别采用粘弹性 粘滞 摩擦 粘滞阻尼墙四种耗能装置进行加 11

27 固, 试验结果表明 : 结构采用耗能器加固, 可以将结构中的能量转移到耗能器中耗散掉 从控制结构的变形来看, 地震作用越强, 耗能器的耗能效果越明显, 采用粘滞阻尼墙加固的结构模型在大震作用下最大变形可减小 85% 再如墨西哥城一幢 10 层办公楼采用附加阻尼刚度 (ADAS) 装置进行抗震加固 (Arturo et al.,1997), 对结构进行的弹性分析和非线性动力分析的结果分析表明 : 采用 ADAS 加固后所有结构构件均满足规范要求, 传到基础的剪力和轴力也相对较小 与采用普通钢支撑的加固效果进行计算比较, 结果表明, 尽管采用普通钢支撑加固的结构刚度和强度较大, 大震作用下其动力反应远不如采用 ADAS 加固结构的反应理想 4) 施工周期短 传统的加固方法施工复杂, 有时尚需加强基础或新增加基础, 施工周期长, 干扰用户 而耗能减震加固方法具有安装方便简单 施工周期短 且不改变原有建筑的风貌等优点 1 5 耗能减震加固方法的应用范围 耗能部件属非承重构件, 其功能仅在结构变形过程中发挥耗能作用, 而不承担结构的竖向承载, 即增设耗能部件不改变主体结构的竖向受力体系, 故耗能减震加固技术不受结构类型 形状 层数 高度等条件的限制, 应用范围广阔, 凡不需要提高竖向承载力的结构都可以采用耗能减震加固方法 由于耗能器是因两端产生相对速度或相对位移而产生滞回变形耗能, 相对运动速度越大或相对位移越大耗能则越多 一般来说, 结构越高 越柔 跨度越大 变形越大或抗震设防烈度越高, 耗能减震效果越显著, 故耗能减震技术尤其适用于高烈度区的多 ( 高 ) 层框架结构 钢结构和大跨结构等的加固 图 北京火车站 12

28 对使用功能有特殊要求的结构, 如存放大量危险物品或有毒物品的建筑 首脑机关 救灾中心 放置贵重设备或特殊文物的房屋 纪念性建筑 特种医院以及通讯 消防 动力等重要建筑, 抗震安全性要求较高, 从经济性 安全性和技术合理性角度考虑, 应优先采用耗能减震加固方案 采用传统的加固方法施工复杂 有时尚需加强基础或新增加基础, 施工周期长, 干扰用户, 而采用耗能减震技术进行抗震加固时, 耗能器及其支撑构件和连接件可预先制作 现场安装, 因而施工方便简单, 施工周期短, 且不改变原有建筑的风貌, 例如北京火车站 ( 图 1 5 1) 和北京博物馆, 在不损坏原有建筑风格的基础上均采用了粘滞阻尼器完成了抗震加固, 取得了良好的加固效果 因此, 对一些历史性建筑物或公共建筑物应优先选用耗能减震技术进行抗震加固 1 6 耗能减震加固方法的应用前景 我国是一个多地震的国家, 从历史记载和近代的统计资料来看, 我国的地震震害历来都居世界首位, 而且我国地震所造成的人员伤亡, 也是世界上最多的 6 度及 6 度以上地震区约占国土面积 60%, 大中城市有 70% 位于 7 度以上地震区, 如果事先未能做好防震减灾工作或掉以轻心, 一旦发生地震, 其后果将难以想象, 特别是对于经历过邢台 通海 海城 唐山等地震的我国人民来说, 对地震带来的严重灾难更是深有痛切体验的 由于地震的突发性和不确定性以及所带来后果的灾难性, 因此十分有必要对既有工程结构进行鉴定评估与加固改造, 以保证广大人民群众的生命财产安全 我国抗震加固工作虽然已经取得了很大的成绩, 但由于我国处于两个最活跃的地震带上, 地震区分布广 震源浅 强度大 建筑物抗震能力低, 因此抗震加固的任务仍非常艰巨 从总体上看, 在全国范围内, 不包括广大农村地区, 目前全国仍有近 1/3 的应加固工程尚未进行抗震加固 据统计,1998 年底仅全国大中城市的老 破房已达 m 2 以上, 其治理已到了刻不容缓的地步, 所以不少城市建设已经进入从新开发转为新区开发与旧房治理相结合的轨道 事实上, 如果把一个国家的基本建设大体分为三个阶段 ( 大规模新建, 新建与加固改造并重, 以加固改造为主 ), 那么发达国家已普遍跨入第三阶段 我国的基建行业尽管受宏观调控政策的影响, 加固改造业和新建的投资比例因时因地的呈波浪式变化, 但从总体上也呈上升趋势 与此同时, 随着经济水平的提高, 人们对结构抗震性能的要求越来越高, 传统抗震方法不论是增加刚度的 硬抗, 还是减少刚度的 躲避, 或者目前广泛采用的 延性设计, 均不能完全满足人们的需求和性能设计的要求 目前的设计方法和抗震加固方法, 虽然大大减轻了地震中房屋的破坏, 但地震所造成的破坏仍然触目惊心, 所造成的损失也越来越大 而耗能减震加固方法作为一种新型的抗震加固方法, 克服了采用传统的加固方法施工复杂 有时尚需加强基础或新增加基础 施工 13

29 周期长 干扰用户等缺点, 它所使用的耗能器及其支撑构件和连接件可预先制作 现场安装, 因而施工方便简单 施工周期短且不改变原有建筑的风貌, 同时减震效果显著 应用范围广 造价低 它改变了传统加固方法以加强结构 同时保证适当延性的思想, 通过耗散地震能量来保护主体结构的安全, 开辟了抗震加固的新途径, 是一种具有广泛应用前景的新技术 可以预言, 耗能减震加固方法无疑将成为 21 世纪结构抗震加固的重要方法和手段 参考文献 戴国莹, 李德虎 1998 建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题 [A ] 第五届全国地震工程会议 [C], 北京徐彤, 周云, 李良 2000 结构减震控制技术在抗震加固改造中的应用 [J] 建筑结构,30(1) 周云, 张佰龙, 刘季 1994 建筑抗震加固新技术及其应用 [A ] 全国第三届现代结构技术交流会 [C], 南京周云, 周福霖.1997 耗能减震体系的能量设计方法. 世界地震工程 [J],13(4) Arturo Tena Colunga, et al 1997.Comparativ e study o n the seism ic r etro fit o f a m id rise steel building: steel Bracing vs energy dissipation[j].eart hquake engineering and structural dynamics,26 Housner G W Limit Design of sturcture to resist earthquake [A ] 1th WCEE[C], Berkeley K eiji Kitajim a, Hideaki Chikui, et al 2004.A pplication to tesponse control retrofit method by means of external damping braces using friction dampers [A ].13th World Conference on Earthquake Engineering Vancouver [C ], Canada Li C, Reinhorn A M.1995.Experimental and analytical investigation of seismic retrofit of structure with supplem ental da mping : Part II friction devices [R ].T ech nical Report NC EE R ,NCEER, State University of New York at Buffalo Lobo R F,Bracci J M, Shen K L, Reinhorn A M, Soong T T 1993.Inelastic response of reinforced concrete structures w ith viscoelastic Braces [R ].Report NCEER , NCEER, State U niversity of New York at Buffalo Reinhorn A M, Li C.1995a.Experiment and analytical investigation of seismic retrofit of structures w ith supplemental damping: viscous damping W alls [R ].T echnical Report NC EER ,NCEER, State Univ.of N ew Yo rk at Buffa lo Reinhorn A M,Li C.1995b.Experimental and analytical investigation of seismic retrofit of structure with supplemental damping: part III viscous dam ping w alls [R ].T echnical Report N CEER ,NCEER, State Univ of New York at Baffalo Reinhorn A M, LiC,Constantinou M C.199 5c.E xperimental and analytical investigation of seismic retrofit of structure w ith supplemental damping: part I fluid v isco us dam ping dev ices [R ].T ech nical Report NCEER ,N CEER,State University of New York at Buffalo Uang, C M,Bertero, V V 1988.U se of energy as a design criterion in earthquake resistant design [R ]. Report No UCB/EERC 88 18,EERC, U niversity of California at Berkeley 14

30 第二章 耗能减震器的类型与性能 2 1 耗能减震器的类型 耗能减震装置可以用不同的材料 不同的耗能机制 不同的构造来制造 目前, 研究开发的耗能减震器种类很多, 从耗能减震器与位移和速度的相关性来分, 它可以分为位移相关型耗能减震器 速度相关型耗能减震器和位移与速度相关型 ( 混合型 ) 耗能减震器, 如图 所示 ; 从耗能减震器制造所用的材料可以分为金属耗能器 粘弹性耗能器 粘滞耗能器和智能材料耗能器, 如图 所示 ; 从耗能减震器耗能的机制来分可以分为摩擦耗能器 弹塑性耗能器 粘弹性耗能器 粘滞耗能器和电 ( 磁 ) 感应式耗能器, 如图 所示 ; 从受力的形式上可以分为弯曲型 剪切型 扭转型和挤压型, 如图 所示 本章主要介绍各种耗能器的类型与性能 位移相关型耗能减震器 ( 如摩擦耗能器 软钢耗能器 ) 耗能减震器 速度相关型耗能减震 ( 如粘滞耗能器 ) 位移与速度相关型 ( 混合型 ) 耗能减震器 ( 如铅粘弹性耗能器 ) 图 耗能减震器按速度与位移的相关性分类 金属耗能器 ( 如软钢耗能器 低屈服点钢耗能器 铅阻尼器 ) 粘弹性耗能器 耗能减震器 ( 如粘弹性橡胶剪切阻尼器 ) 粘滞耗能器 ( 如油阻尼器 ) 智能材料耗能器 ( 如电流变阻尼器 磁流变阻尼器 记忆合金阻尼器 ) 图 耗能减震器按耗能材料分类 15