油阻尼器
27层钢框架结构，底部16层每层两个方 向各2跨布置油阻尼器，底部4层每跨2 个，以上每跨1个。
26层钢框架结构，底部18层设置油阻尼器。
核心钢框架
41层钢框架结构
688个油阻尼器
()
Oil Damper
隔震高层建筑：橫浜住宅大楼(38层) 隔震层设置油阻尼器，减小橡胶垫变形
黏弹性阻尼器(圆筒式，墙式）
-500 -1000 -1500 -2000
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 位移(mm)
SLY225：
1/100的幅值下循环30圈， 1/66的幅值下发生破坏
3 振动台试验
1600
1200
800
400
0
-400
-800
-1200
-1600
-40
-20
0
20
40
位移(mm)
after
2.5
0
-2.5
-6 -15 -10 -5 0 5 10 剪切变形mm)
不同加载频率
-5
15
-15 -10 -5 0
5 10 15
剪切变形(mm)
200%应变高温加速老化前后
5
2nd
29th
2.5
5 first
last 2.5
竖向荷载(kN)
竖向荷载(kN)
0
-2.5
-5 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 剪切变形(mm)
间隙，涂层，限位卡，限位槽。
功能：
实现约束单元提供给内核单元核心段 防屈曲约束，不限制内核单元横向（截 面方向）涨缩和纵向（长度方向）伸缩
间隙：
内核单元在受压时横向膨胀，内核单 元与约束单元之间保留必要的间隙。
涂层：
内核单元与约束单元之间局部接触， 内核单元被约束区域涂刷无粘结涂层， 以降低、消除接触摩擦力。
谢谢
Top acceleration Base acceleration
High Frequency
顶层加速度时程
Low Frequency
计算 实测
Mode superposition Actual Acc.
顶层位移时程
计算 实测
Mode superposition Double integral of actual acc.
600 500 400 300 200 100
0 0
LY100 SN490
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
应变
800
400
0
-400
-800
-30
-20
-10
0
10
20
30
位移(mm)
LY100：
1/100的幅值下第13圈破坏 内核中部断裂截面颈缩
力(kN) 力(kN)
1500 1000
500 0
300%应变第2、29循环
0
-2.5
-5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 剪切变形(mm)
第1、10000次循环
粘滞阻尼器(圆筒式，墙式）
力-变形滞回曲线
静冈19层钢框架结构 无墙：计算；有墙：实测
钢板阻尼器
东京高层建筑中的应用
钢板屈服耗能
15层钢结构
29层钢结构
284个粘滞阻尼器
试验工况： 剪切应变100%~420%(变形与厚度之比) 温度-10~40度七种 频率0.5~2Hz四种(剪切应变200%) 剪切应变200%和300%时循环加载30次 0.5Hz、1.5mm循环加载10000次
竖向荷载(kN)
0.5Hz
1Hz
4
1.5Hz
2Hz
2
0
-2
-4
竖向荷载(kN)
5
beforeຫໍສະໝຸດ 振型号频率粘滞1.77 油1.70 黏弹性1.76 无阻尼器1.48
频率增大,刚度增大
振型图
1000 (kN)
-20 -1000
20 (mm)
阻尼器力-位移滞回曲线
5000 (kN)
-30
30 (mm)
-5000
层剪力-层间位移曲线
防屈曲支撑 粘滞
油
黏弹性
防屈曲支撑
油
粘滞
粘弹性
与框架结构相比，最大层间位移角减小了约55%
消能结构
5
框架结构
层号
4
最大
3
0.0155
2
1
层间位移角
0 0.01 0.02
0 0.01 0.02
0 0.01 0.02
0 0.01 0.02
结构损伤： 楼板混凝土开裂、剥落 柱脚轻微屈服 阻尼器屈服
结构损伤可接受、可修复
4 日本311地震中的高层建筑
当地时间 2011 年 3 月 11 日 14 时 46 分，日本东北部宫 城县海岸以东约 130km 太平洋海域 发生 9.0 级特大地 震，震源深度约 24.4 公里。
5
● Seismic-resistant耐b震uild構in造g 抗震结构
□ Response-contro制lle振d b構ui造lding
4
消能减震结构
3
2
1
0
Number of Stories
0
10
20
30
40
50
60
建筑层数
建筑层数-加速度放大系数(屋顶/基础)
消能减震效果显著
关东地区 (PGA52~142gal, 平均约80gal)
普通支撑受拉屈服、受压屈曲； 防屈曲支撑拉、压都屈服，滞回曲 线对称饱满。
内藏钢板支撑
1973年，日本学者提出将一字形钢板支撑埋 置在预制混凝土板里，防止钢板支撑屈曲， 提高其往复荷载下的稳定性。
普通支撑
防屈曲支撑
构造：
内核单元（滑动约束机制），约束单元
常见截面
内核单元：核心段，过渡段，连接段
滑动约束机制：
计算与实测一致 验证了实测与计算的可靠性
第16层加速度
3rd mode
2振型
2nd mode
1st mode
第16层第2振型控制 振型贡献与层号有关
Y向： 1振型 2振型
中部24层安装 288个油阻尼器
39F
2286FF
15F
42m Y
63m X
Oil Damper
54层钢框架结构
屋顶与基础加速度 屋顶加速度
黏弹性阻尼器最初用于抗风，用于抗震较 晚。原因：黏弹性材料性能随温度和荷载 频率的变化较大，使阻尼器的设计参数难 以确定；薄层黏弹性材料的剪切变形小， 不适用于大变形的抗震工程。
黏弹性阻尼器大变形性能试验
足尺黏弹性阻尼器试验
作动器 液压位移放大装置
温控箱 试验体
试件(黏弹性材料5mm厚) 加载装置
反应谱曲线形状接近，认为该地区地震地 面运动相同；根据振动周期、阻尼比，由 反应谱可得到大致的最大加速度和位移。
500
60
速度谱 35 位移谱
50
30
400
加速度谱 40
25
300
20
30
15
200
20
10
100
T(s) 10
5 T(s)
T(s)
0
0
0
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
10栋建筑基础加速度记录
屋顶 基础
计算 实测
屋顶位移
计算 实测
54层钢框架结构（计算与实测一致） 阻尼比= 3.9, 3.5, 4.3%, 周期 = 6.54, 2.00, 0.84s (Y)
屋顶加速度
屋顶位移
深线:有阻尼器,实测加速度、位移(积分) 浅线:无阻尼器,计算，振型叠加，1%阻尼比
无阻尼器:加速度和位移大幅增加
房屋建筑消能减震技术
1 为什么消能减震 2 阻尼器及其应用 3 振动台试验 4 日本311地震中的高层建筑 5 结语
1 为什么消能减震
现行房屋建筑抗震设计规范的规定是 最低要求，目标是“小震不坏，中震 可修，大震不倒”。不足： 1）大震作用后，不能很快恢复建筑的 使用功能； 2）比大震更大的地震作用下，破坏严 重，甚至倒塌； 3）地震中建筑内部设备损坏，造成财 产损失，影响救灾。
橫浜MM大楼(30层)
叠层橡胶垫 铅心叠层橡胶垫 金属阻尼器 油阻尼器
墙式：钢板和黏弹性材料组成 黏弹性材料剪切变形耗能
横浜西区 酒店公寓 钢筋混凝土结构 地下2层，地上36层 132个黏弹性阻尼器 （200ton/个）
东京
办公及公寓
钢结构 地下2层，地上45层 140个黏弹性阻尼器 （200ton/个）
Acc.加 A速m度plifi増ca幅tio比n((T頂op/部/Ba基se)部) Pseudo-acceleration(cm/s/s) Pseudo velocity (cm/s) Displacement (cm)
Tokyo
Tokyo
地面峰值加速度 地面峰值位移
加速度放大系数 (屋顶/基础)
内核单元的无粘结涂层
预留空间
限位槽
限位卡：
保证约束单元与内核单元不会因为设置间 隙而发生整体错动，避免支撑反复受力时 约束单元滑脱。
内核单元 +混凝土 +钢套筒 ＋封头板
限位槽：
对称布置在约束单元两端封头板上的槽孔。
日本的四种防屈曲支撑产品试验对比