结构减震与耗能技术

李娜娜

中图分类号：TU74

1背景及意义

我国是一个地震频发的国家并且呈现强度大、震源浅、活动频度高、分布广的特点[1]。由于其随机性和突发性，地震难以准确预测，往往造成灾难的性后果，仅进入21世纪以来我国因地震引起的人员伤亡已达数十万，被列为二十一世纪世界十大自然灾害之一。

传统的土木工程结构抗震设计方法主要是依靠结构本身的性能（强度、刚度和延性）来抵御地震作用，以满足结构的抗震需求[2]。当建筑物所在地发生地震时，地面震动会引起结构的自震响应，结构自身主要或非主要构件通过产生一定量的变形来转换和消耗地震输入的能量。这种“刚性耗能”的方法以结构自身的损伤为代价耗能，即是通过结构构件的破坏达到耗能减震的目的，不具备自我调节功能，结构很可能在地震破坏中倒塌，造成巨大的损失。此外，为了使结构达到预定的抗震目标，需进行大量的抗震构造措施或者增大结构构件的截面，不但会造成结构自重和刚度过大使得地震作用增大，而且还会造成大量的材料消耗和增加施工的难度[3]。

1972年美籍华人姚冶平[4]首次将结构控制技术引入土木工程。结构控制是指在结构某个部位设置一些控制装置，当结构振动时，被动或主动地施加一组控制力或改变结构的动力特性，减小结构振动反应，以满足结构安全性和舒适性的要求。

结构工程中减震控制装置按照其控制方式不同分为主动控制、半主动控制、被动控制及混合控制。……