第五届既有建筑改造技术交流研讨会北京 2013 年 4 月 21-23 日 1 结构消能减震技术在建筑绿色改造中的应用 Application of Seismic Energy Dissipation Techniques in Green Renovation of Buildings 刘林
Outline 2 结构加固技术的分类 (Classification of Structural Strengthening Techniques) 消能减震技术的基本原理 (Fundamentals of Seismic Energy Dissipation) 常用的消能减震装置及典型工程应用 (Typical Energy Dissipation Systems and Applications) 个案研究 上海申都大厦改造工程 (Case Study Renovation Project of Shengdu Building in Shanghai)
结构加固技术的分类 3 1 2 补足能力加固技术 (Capacity-improving methods) 钢构套 现浇钢筋混凝土套 粘贴钢板 粘贴碳纤维布 钢绞线网 - 聚合砂浆面层 增设抗震墙或支撑 削减需求加固技术 (Demand-reduction methods) 消能减震技术 隔震技术
消能减震技术的基本原理 4 消能减震技术
消能减震技术的基本原理 5 消能减震装置 : 阻尼器
消能减震技术的基本原理 6 消能减震装置 : 阻尼器
消能减震技术的基本原理 7 消能减震装置 : 阻尼器
消能减震技术的基本原理 8 从地震能量分配及结构损伤角度看阻尼器的功效
消能减震技术的基本原理 9 从地震能量分配及结构损伤角度看阻尼器的功效
消能减震技术的基本原理 10 从地震能量分配及结构损伤角度看阻尼器的功效
消能减震技术的基本原理 11 建筑绿色改造工程结构加固采用消能减震技术的好处 : 便于建筑方案的实施 对建筑使用的扰动小 大大减小改造和加固工程中结构的作业量 经过优化设计容易达到节材的目的 容易实现性能化的设计 消能器作为 保险丝, 减轻地震中结构的损伤, 以保护结构及人员在地震时的安全性
常用的消能减震装置及典型工程应用 12 常用的消能减震装置 1 2 位移相关型 (Displacement-dependent devices) 金属屈服阻尼器 ( 钢板类阻尼器 屈曲约束支撑等 ) 摩擦阻尼器 速度相关性 (Velocity-dependent devices) 粘滞流体阻尼器 粘弹性固体阻尼器 3 其他 (Others) 自复位装置 ( 形状记忆合金等 ) 吸振器 (TMD TLD 等 ) 可控装置 ( 磁流变阻尼器 HMD AMD 等 )
常用的消能减震装置及典型工程应用 13 金属屈服阻尼器 -- 钢板类阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 14 金属屈服阻尼器 -- 钢板类阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 15 金属屈服阻尼器 屈曲约束支撑
常用的消能减震装置及典型工程应用 16 金属屈服阻尼器 屈曲约束支撑
常用的消能减震装置及典型工程应用 17 摩擦阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 18 摩擦阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 19 粘滞流体阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 20 粘滞流体阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 21 粘弹性固体阻尼器
常用的消能减震装置及典型工程应用 22 粘弹性固体阻尼器
23 改造工程简介 改造前 改造后 上海申都大厦改造前后实景对比
24 结构消能减震加固的关键问题 阻尼器的选择 阻尼器布置和参数分析 小震下结构的性能评估 消能减震加固评估分析系统 大震下结构的性能评估
25 1 阻尼器的选择 钢板屈服型阻尼器
26 2 消能减震加固评估分析系统 : 总体思路 有限元模型 MATLAB 评估分析工具
27 2 消能减震加固评估分析系统 : 结构有限元模型 Mode 1 X 向 ( 东西向 ) 平动 Mode 2 Y 向 ( 南北向 ) 平动 Mode 3 Z 向 ( 竖向 ) 扭转
28 2 消能减震加固评估分析系统 :MATLAB 评估分析工具
29 2 消能减震加固评估分析系统 : 评估分析工具的时域验证
30 2 消能减震加固评估分析系统 : 评估分析工具的频域验证
31 2 消能减震加固评估分析系统 : 评价指标 I 第一类评价指标反映的是结构楼层层间位移角的减震效果
32 2 消能减震加固评估分析系统 : 评价指标 II 第二类评价指标反映的是楼板绝对加速度的减震效果
33 2 消能减震加固评估分析系统 : 评价指标 III 第三类评价指标反映的是结构的底部剪力的减震效果
34 2 消能减震加固评估分析系统 : 评价指标 VI 第四类评价指标反映的减震控制装置的个数 位移需求 ( 即行程要求 ) 和控制力需求
35 2 消能减震加固评估分析系统 : 评价指标 V 第五类评价指标是针对半主动 / 主动控制方案而提出的, 反映的是所需传感器的数量, 驱动半主动 / 主动控制装置 的电功率以及控制算法的计算代价
36 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 1
37 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 2
38 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 3
39 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 4
40 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 5
41 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 6
42 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 7
43 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 8
44 2 消能减震加固评估分析系统 : 部分界面展示 9
45 3 阻尼器的实际布置
46 3 阻尼器的实际布置 3-4 层
47 3 阻尼器的实际布置 3-4 层
48 4 阻尼器的特性模拟及其宏模型
49 4 阻尼器的特性模拟及其宏模型
50 4 阻尼器的特性模拟及其宏模型
51 4 阻尼器的特性模拟及其宏模型
52 4 阻尼器的特性模拟及其宏模型
53 5 小震下的结构性能
54 5 小震下的结构性能 : 评估结果
55 6 大震下的结构性能 : 结构的损伤情况对比 I
56 6 大震下的结构性能 : 结构的损伤情况对比 II
57 6 大震下的结构性能 : 结构的地震时程响应 I 首层层间侧移时程
58 6 大震下的结构性能 : 结构的地震时程响应 II 首层层间侧移时程
致谢 59 衷心感谢上海现代建筑设计集团技术中心田炜主任对本研究的支持!
The End 60 Thanks for your attention!