产品展示

创新成就领先   品质奠定卓越

模块式钢滞变阻尼器(SHD)

模块式钢滞变阻尼器(专利号:2011 2 0363849.7)模块式钢滞变阻尼器是采用屈服强度较低的低碳钢作为耗能原件而制成的阻尼器,主要用于高层或超高层剪力墙结构,安装在抗震能力最薄弱的连梁处。其基本原理是当结构受到地震作用而晃动时,建筑结构中某些类别的构件(比如连梁)两端发生相对变形,并驱动安装其间的阻尼器耗能元件发生往复塑形变形,这样结构构件对耗能元件做功,耗能元件发热,从而将结构晃动这种机械能转变为热能而释放。钢滞变阻尼器-消能减震技术目前主要用于国家“地震安全示范社区”项目中。

产品类型

地震安全示范社区涵义

地震安全社区的核心目标是全面提高房屋的安全性,建设大震不倒的房子!其基本内容可以概括为:通过隔震或消能减震等积极主动的抗震对策,使社区房屋的地震设防烈度高于本地区划图烈度:在每个用户单元设置安全岛;在社区规划中设置避难场所;建立社区地震应急队伍,配备应急装备和物品。

建设地震安全社区的技术途径

1.提高设防烈度按照更高烈度的设防标准进行结构体系的设计,加大受力结构部件的几何尺寸,提高结构的配筋率等。但是,材料用量的增加伴随着造价的提高,建筑使用面积减小而且自重增加很大的同时又对承载能力有了更高的要求;
2.应用隔震和消能减震技术通过隔震和消能减震技术改变结构自身的阻尼特性,提高结构的耗能减震能力,结构体系中抗侧力构件截面一般不加大,造价提高较少。

钢滞变阻尼器的应用策略

消能技术常用于高层至超高层建筑上,一般通过在结构某些关键构件中安置消能器实现。目前有多种消能器可供选择,比如钢滞变阻尼器,摩擦阻尼器,油阻尼器,磁流变阻尼器等。其中最成熟可靠的是钢滞变阻尼器。对于框架剪力墙或剪力墙结构体系,因连梁是该类结构体系的第一道抗震防线,将钢滞变阻尼器安装在剪力墙连梁中与连梁成一体,变成新的组合连梁,不占用新的建筑空间,不改变结构布局。在小幅增加成本的情况下,而显著提高结构的抗震性能。

连梁——高层剪力墙结构的第一道抗震防线

在水平地震作用下,高层剪力墙结构以弯曲变形为主,如图1-1所示,其水平变形模式相当于悬臂梁。一般情况下,相对变形较大的部位集中在结构总高度的上半部分。且由于建筑功能需要,比如电梯在各楼层设出入口,还有开设门、窗等要求,剪力墙不是完整的一块(图1-2),需要开设许多洞口,上下洞口之间的部分称为连梁。而连梁是高层剪力墙结构的第一道抗震防线。


钢滞变阻尼器的构造

钢滞变阻尼器是一种利用钢材的塑性变形来耗能的位移相关型阻尼器,采用屈服点较低的Q235钢材制作而成。其具有模块式构造的主要特点。

工作原理

当结构遭遇地震作用时,连梁跨中的巨大往复剪力带动阻尼器变形,图1.3为阻尼器工作时相对变形与作用力之间的关系,荷载是往复的,位移也是往复的,但由于阻尼器的非线性滞变特性,每工作一个循环形成一个滞回圈,该滞回圈的面积就是阻尼器在该循环消耗的能量,因此对结构有害的地震能量被阻尼器吸收了,保全了结构体系的各个构件,结构达到以柔克刚的目的。

钢滞变阻尼器(消能器)本构关系

剪切力作用下的变形图

连梁的破坏实例

彭州市剪力墙结构高连梁破坏

成都岷江国际剪力墙结构连梁破坏(王亚勇2008)

地震作用下连梁的变形和裂缝

隔震消能减震技术的前景

隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的有效技术,具有抗震效果好、技术成熟、施工方便等特点。大量的试验研究和震后经验说明隔震和消能减震可以很大程度上减轻地震对结构的作用,全面提高结构的抗震性能,包括改善已有建筑的抗震能力,这是一种完全不同于传统抗震设计的结构保护体系。在现今工程结构中的应用越来越广泛。


为了适应我国经济发展的需要,有条件地利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的震害,我国相继颁布了隔震和消能减震技术相关的规范、规程和标准图集。2008年汶川地震发生后,隔震和消能减震技术越发引起了人们的高度重视,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对隔震与消能减震技术做了专门规定,使得隔震和消能减震有了技术和法律依据 。

钢滞变阻尼器的作用体现

(1)通过阻尼器滞回变形,增加结构等效阻尼(通常可使等效阻尼比净增3%),显著增加结构的耗能能力;
(2)较强在剪力墙结构体系中,阻尼器最先屈服,通过合理设置阻尼器的位置,可以实现相对安全,并且易于控制的屈服机制;
(3)由于阻尼器先屈服,这样在连梁、墙肢外,又增加一道抗震防线


为了适应我国经济发展的需要,有条件地利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的震害,我国相继颁布了隔震和消能减震技术相关的规范、规程和标准图集。2008年汶川地震发生后,隔震和消能减震技术越发引起了人们的高度重视,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对隔震与消能减震技术做了专门规定,使得隔震和消能减震有了技术和法律依据 。

消能技术的应用步骤

消能技术应用的基本步骤为:以7度区为例,结构设计先按照7度设防完成初步设计,然后由专门人员进行消能减震设计,通过消能器空间布设、参数选择,经结构抗震分析,使结构达到8度设防要求。消能技术的主要特点是结构主要抗侧力构件按7度设计,施加消能器后,使结构的抗震能力升到8度。

消能减震技术的经济性

一般来说,抗震设防烈度提高一度,楼房承受的水平荷载就相应提高一倍。建筑物建筑工程造价的增加主要体现在建筑材料的增加,如钢筋、混凝土等用量的增加,以及相应的人工费与机械费的增加。根据工程设计经验以及相关资料统计,当建筑物提高一个设防水准,从设防烈度6度提高到7度每平米的土建造价约提高10%(约200元),从7度提高到8度每平方米的土建造价约提高15%(约300元),当从8度提高到8度半(0.30g)以及由8度半(0.30g)提高到9度时,每平方米造价的增加大约在20%以上(约400元)。
而针对高层剪力墙结构,采用钢滞变阻尼器,运用钢滞变阻尼器-组合连梁消能减震技术,经结构计算分析,在适当楼层合理优化布置阻尼器,仅通过局部的改善措施,在不改变基础负担、不改变上部结构原有布局、不占用楼层使用空间的前提下,在抗震设防6度到8度区间使结构的抗震能力提高一度的目标增加的费用和按照传统“硬抗”措施提高半度所增加的费用相当(成本减半)。

2011年7月,全国人大副委员长路甬祥带队在大连召开防震减灾执法检查会,参观了大连尚品天城,号召在全国推广阻尼器应用经验。
2012年,建设部发文,号召全国推广耗能减震技术。

在线客服
18701566705 刘经理