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结构保护系统

发布时间：2019-07-18    作者：

结构保护系统

在地震工程领域内，始终存在着难以解决的问题：随着科学和计算机的发展，使计算分析越来越精确，但是，地震荷载非常复杂而又粗糙；地震所带来的破坏可能非常大，但发生的概率又非常之低。长期以来，工程师们往往是增强梁、柱、剪力墙用来被动抵抗，而采用更主动的办法减小结构所受地震力上不足。

到了二十世纪末期，这种现象有了很大的改变。吸收和采用其他航空和机械领域的成果，人们在传统结构构件之外，另加的装置：如基础隔震（Base Isolation），利用各种阻尼器(Damper) 吸能、耗能系统，高层建筑屋顶上的质量调谐阻尼系统（TMD）和主动控制(Active Control)减震体系，这些都已经走向了工程实际。它们往往是一些机械系统装置，我们称之为结构的保护系统。对于我们的结构工程师，它是一种新的思路。标志着我们已经跳出了传统增强梁、柱、墙提高抗振动能力的观念，结合结构的动力性能，巧妙的避免或减少了地震、风力的破坏；对于预想不到地震，对于还不十分清楚的多维振动破坏，它有很好的预防和承受能力；它容易更换，最容易体现小震不坏,大震不倒的抗震原则。

结构保护系统的发展非常迅速。作为二十世纪末期世界地震工程上最振奋人心的成果——结构的保护系统，在世界上先进国家已经快速发展了30多年。已经有了非常成熟的成果，这种新技术的使用不仅是开辟了我们结构工程师的一个新天地，也确实解决了我们很多传统结构解决不了的问题。我国台湾起步比我们晚，但现在已经有十几个重要建筑、桥梁安置了或正在安置泰勒公司和日本的阻尼器。美国和日本是应用最多发展最快的国家。美国的主要地震地区加州，不考虑应用阻尼器，业主不会同意，主管部门不批准。

阻尼器一经使用，就显示出巨大的作用。最初几年，还没有相应的设计规范和精确的计算方法， 它只是成为一种附加的保护措施在工程中应用。随着计算方法、规范和各种试验、检验技术的完善，实际地震中的观察和测试，它已经完全被人们接受。阻尼器的使用已经从锦上添花的第二防线（大震时发生）发展到结构构件的一部分，替代传统的结构构件，参加结构分析。使用阻尼器还可能会大大减少结构造价。现在，我们可以肯定地说，“结构的保护系统”是二十世纪人们对结构的抗振动能力的提高上最显著的成果

当然，主要用来抗震的结构保护系统，对于大风、海浪、车辆等机械振动也同样重要，也同样得到了广泛的应用。

表1-1 结构的保护系统