有效减震，建筑结构设计不 受太多限制，检测修复方便
确保安全
防护对象
只考虑结构本身
既保护结构，也保护结构内部 设备、仪器、装修等
满足现代社会要求
适用范围
一般用于新设计的 建筑结构物
既适用于新建筑结构物， 也适用于旧建筑结构物 的抗震加固；既适用于 一般结构，也适用于重 要结构、仪器设备等。
适用范围广
3. 工程结构减震控制技术的分类
第十一讲
结构地震反应控制
第十章 结构地震反应控制 10.1 前言
1. 传统抗震理论的局限性
①安全性难以保证 1）地震对结构的输入是复杂的 2）实际结构是 一个十分复杂的动力系统
②适应性有限制
1）现代高科技设施不允许破坏和中断工作 2）高档的建筑装饰不允许结构产生过大变形 ③经济性欠佳 1）刚性结构带来较大的地震作用柔性结构又产生过大的变形 2）结构的承重构件来抵御地震，弹塑性阶段的工作会出现较
mx Cx Kx 0
x(t) ent R cos(d t )
单质点体系结构自由振动反应曲线
（2）结构体系强迫振动消能减震
分析单质点体系动力模型，并设 F(t) F0 sint ，可得
mx Cx Kx F0 sint
x (F0 / K) M sin( t )
M
1
[1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
2( /n )
Ra2 1
隔震结构位移反应放大比
Rd
Ds Dg
( / n )2 [1 ( /n )2 ]2 (2 /n )2
隔震结构
R 与 a
/
n
的关系曲线
7. 隔震技术在我国的研究发展和应用现状
砂粒滑移层隔震房屋 石墨砂浆滑移层隔震房屋
摩擦滑块（板）房屋
夹层橡胶垫隔震房屋
8. 隔震技术在世界各国的研究发展和应用现状
4. 工程结构减震控制技术的应用
10.2 基础隔震
1. 基础隔震原理
基础隔震结构与传统抗震结构地震反应对比
2. 隔震体系的基本特性
➢ 承载特性 ➢ 隔震特性 ➢ 复位特性 ➢ 阻尼消能特性
3. 隔震系统的组成
4. 隔震系统的分类
（1）弹性支承式隔震
叠层橡胶支座；螺旋弹簧支座；
（2）滑动式隔震
③消能减震装置的优化设计及合理布置仍是今后 要研究的问题；
④消能装置的制作、安装如何做到简单可靠，造 价适宜仍需尽快解决；
⑤消能装置的智能化可能是今后发展的方向。
10.4 结构被动调谐减震控制
1. 结构被动调谐减震控制原理
TMD构造
单质点体系受地震激励的计算模型
运动方程：
m1x1 (C1 Cd )x1 (K1 Kd )x1 Cd xd Kd xd m1xg
9. 隔震技术的未来发展
（1）夹层橡胶垫隔震技术，包括隔震装置和隔震 体系，仍需不断发展、完善和优化。
（2）其他各种隔震技术，如滑块隔震、滑层隔震、 滚球（或滚轴）隔震、柱顶摇摆隔震等，正在不断 发展和完善，当其步入较为成熟的阶段，将会得到 广泛的应用和发展。
（3）混合隔震技术（多种隔震技术的混合应用）， 可能成为今后隔震技术发展的新途径。
单质点结构 强迫振动 M /
n
关系曲线
5. 结构消能减震的应用及发展
（1）消能减震技术的应用
广州市28层中房大厦采用复合摩擦型消能支撑
采 用 耗 能 抗 震 墙 结 构 计 算 对 比 分 析
（2）消能减震技术进一步的研究与发展
①消能装置及材料的耐火性、稳定性还有待进一 步研究和探讨；
②在结构构件出现较大变形时，如何充分发挥装 置的消能作用仍需要进行研究；
（2）耗能抗震墙
（3）履历型阻尼器
1）弹塑性阻尼器的抗力和阻尼性能
2）摩擦阻尼器的履历耗能
3）弹塑性阻尼器
花 瓣 式 弹 簧 阻 尼 器
钢棒阻尼器
钢棒阻尼器与叠合橡胶支承的局部配置
4. 结构消能减震机理
（1）结构体系自由振动消能减震
分析单质点体系动力模型，并设F（t）=0，可列出运动方程：
md xd Cd (xd x1 ) Kd (xd x1 ) md xg
2. 结构被动调谐减震控制的应用及发展
（1）工程应用
结构被动调谐减震控制主要应用于以下几个领域：
➢ 高层及超高层建筑； ➢ 高耸塔架、烟囱结构等； ➢ 大跨度桥梁； ➢ 海洋平台或其他特种结构； ➢ 已有建筑物的“加层减震”等。
滚子隔震；滑动隔震；
（3）摆动式隔震
悬挂柱底隔震；双柱网系统隔震；
（4）悬吊式隔震
5. 几种隔震系统的原理图
6. 基础隔震结构隔震效果分析及控制
隔震结构加速度反应衰减比
Ra
xs xg
1 (2 / n )2 [1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
隔震结构阻尼比
1
1 Ra2[1 ( / n )2 ]2
大变形，同时带来低周疲劳破坏而降低构件承载力
2. 工程结构减震控制体系的特点及优越性
两种抗震体系的比较
传统抗震体系
结构减震控制体系
结构减震控制体系优越性
抗震概念及途 “硬抗”，加强结 径 构，加大断面
以“柔”克刚新概念，调整 结构动力特性，隔震、 消能或控制
设计依据 按预定设防烈度 考虑突发性超烈度大地震
日本千叶港观光塔TMD装置 日本千叶港观光塔（TMD结构）
（2）今后研究工作中仍需解决的问题
有效控制的振型数量问题 有效控制的振型类别问题 有效控制的激励频宽问题 有效控制的结构类型和场地类别问题 子结构的装设位置
10.5 结பைடு நூலகம்主动减震控制
1. 结构主动减震控制的原理及分类
即结构物振动的动能和势能
ED ——结构阻尼消耗的能量（一般不超过5%） ES ——主体结构及承重构件非弹性
变形（或损坏）消耗的能量
E—A —消能构件或消能装置消耗的能量
2. 消能减震装置的类型与性能
摩擦耗能器
钢弹塑性耗能器
铅耗能器
油阻尼器
粘滞阻尼器
3. 消能减震构件的类型与性能
（1）耗能支撑
➢ 偏交耗能支撑 ➢ 耗能隅撑 ➢ 耗能框支撑 ➢ 粘性阻尼支撑 ➢ 摩擦耗能支撑
（4）高新技术智能材料隔震装置的研制开发和成 功应用，将会成为隔震技术发展史上新的里程碑。
10.3 结构消能减震
1. 结构消能减震的原理
传统抗震结构
Ein ER ED ES
消能减震结构
Ein ER ED ES EA
Ein ——地震时输入结构物的地震能量
ER ——结构物地震反应的能量，