高層建筑結(jié)構(gòu)1高層建筑結(jié)構(gòu)第十章新型高層建筑10.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)建筑10.2高層減震建筑10.3高層隔震建筑

10.4地震可恢復(fù)功能高層建筑

熊海貝

教授，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師同濟大學(xué)土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)工程系

xionghaibei@

高層建筑結(jié)構(gòu)2問：你知道中國最高的木結(jié)構(gòu)建筑是什么嗎？有多高？你了解哪些木結(jié)構(gòu)高層建筑？它們有什么特點？分別是什么結(jié)構(gòu)體系？高層結(jié)構(gòu)的減震和其他結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別是什么？你了解過哪些隔震結(jié)構(gòu)？他們是如何發(fā)揮作用？暢想一下可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣子？

高層建筑結(jié)構(gòu)3第十章新型高層建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)4【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過本章的學(xué)習(xí)，了解新型高層建筑采用的新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，了解目前最具代表性的高層木結(jié)構(gòu)和木混合結(jié)構(gòu)、減震高層建筑、隔震高層建筑，以及功能可恢復(fù)高層建筑的設(shè)計理念和設(shè)計原則?！緦W(xué)習(xí)方法】面向未來，人類需要健康發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境需要可持續(xù)發(fā)展，是否有更好的材料可以用以建設(shè)高層建筑？是否可以在設(shè)計中通過減少地震作用或風(fēng)作用確保材料節(jié)省，建筑安全？是否可以建造具有韌性的高層建筑，在大震后不留下難以修復(fù)的損壞？節(jié)約材料、選用可再生材料可以減少建造過程對環(huán)境的不利影響。這一章的內(nèi)容是引子，期待每一位讀者讀后進一步思考，在今后的學(xué)習(xí)和工作中創(chuàng)新發(fā)展，建造安全、綠色、環(huán)保的高層建筑。第十章新型高層建筑10.1.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)體系10.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)5第十章新型高層建筑目前對高層木和木混合結(jié)構(gòu)建筑的定義一般以層數(shù)或高度為標(biāo)準(zhǔn)：①按層數(shù)分類時，指地面上層數(shù)不低于6層的木及木混合結(jié)構(gòu)建筑；②按高度分類時，指建筑高度大于27m的木結(jié)構(gòu)住宅建筑、以及建筑高度大于24m的非單層木結(jié)構(gòu)公共建筑和其他民用木結(jié)構(gòu)建筑。10.1.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)6第十章新型高層建筑項目名稱建造地點層數(shù)結(jié)構(gòu)體系建筑用途建成時間默里格羅夫大廈（MurrayGrove）英國倫敦9CLT剪力墻結(jié)構(gòu)住宅2009布德波特大廈（BirdportHousing）英國倫敦8CLT剪力墻結(jié)構(gòu)+首層混凝土結(jié)構(gòu)住宅2010霍茲大廈（Holz8）德國巴德艾比林8CLT剪力墻+混凝土核心筒商/住2011壹號生態(tài)塔（LifeCycleTowerOne）奧地利多恩比恩8CLT剪力墻+膠合木梁柱+混凝土核心筒商業(yè)2012復(fù)地大廈（Forté）澳大利亞墨爾本10CLT剪力墻結(jié)構(gòu)住宅2012契尼迪坎比亞門托大廈（CennidiCambiamento）意大利米蘭9CLT剪力墻結(jié)構(gòu)住宅2012特里特大廈（Treet）挪威卑爾根14膠合木梁柱支撐+CLT木模塊+混凝土樓板加強層住宅2015布洛克學(xué)生公寓（BrockCommons）加拿大溫哥華18膠合木柱+CLT樓板+混凝土筒體住宅2017歐瑞均公寓（OrigineCondominiumTower）加拿大魁北克13CLT剪力墻結(jié)構(gòu)+首層混凝土結(jié)構(gòu)住宅2018維也納大廈（HOHOTower）奧地利維也納24CLT剪力墻結(jié)構(gòu)+混凝土核心筒住宅2018湖之塔大廈（Mj?st?rnet）挪威布魯蒙達爾18膠合木梁柱支撐+CLT墻體+混凝土樓板加強層商/住201910.1.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)7第十章新型高層建筑高層純木結(jié)構(gòu):輕型木結(jié)構(gòu)、木框架支撐結(jié)構(gòu)、木框架剪力墻結(jié)構(gòu)及正交膠合木剪力墻結(jié)構(gòu)，其承重構(gòu)件均采用木材或木材制品制成；高層木混合結(jié)構(gòu):木結(jié)構(gòu)構(gòu)件與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件混合承重，主要包括下部為混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)、上部為純木結(jié)構(gòu)的上下混合木結(jié)構(gòu)以及混凝土核心筒木結(jié)構(gòu)。10.1.1高層木與木混合結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)8第十章新型高層建筑特點：①自重輕，對風(fēng)荷載敏感。②自重輕，高寬比限值小。③節(jié)點連接較弱。④木樓板出平面剛度小，對人行振動敏感。⑤木材彈性模量較小，橫紋抗壓變形和順紋蠕變較大。⑥木結(jié)構(gòu)因結(jié)構(gòu)自重輕，因此地震作用明顯減小。⑦木材是可燃材料，應(yīng)注重防火及抗火性能設(shè)計。10.1.2高層木與木混合結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)9第十章新型高層建筑設(shè)計理念與普通高層建筑設(shè)計方法基本一致承載能力、剛度、延性要求設(shè)計時需注意：高度與高寬比的選擇（木材抗側(cè)性能相對較低，蠕變性能等）連接節(jié)點的選擇及其假定（整體性及延性）木材與其他材料的共同工作和長期性能木結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)的相互作用樓板平面假定與抗側(cè)力分配分析模型（暫未有成熟的計算軟件）10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)10第十章新型高層建筑18層學(xué)生公寓（BrockCommons）BrockCommons學(xué)生公寓位于加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)內(nèi)，建筑物高度53m，共18層，建筑寬度15m、長度56mBrockCommons公寓采用雙混凝土核心筒作為抗側(cè)力體系，而四周的木結(jié)構(gòu)柱僅承受豎向荷載，結(jié)構(gòu)傳力路徑清晰。10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)11第十章新型高層建筑18層學(xué)生公寓（BrockCommons）木結(jié)構(gòu)部分采用平臺式裝配建造方式，即每層木柱在樓板處不連續(xù)，每根木柱工廠施工，現(xiàn)場安裝10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)12第十章新型高層建筑18層學(xué)生公寓（BrockCommons）CLT木樓板與混凝土剪力墻水平向的連接采用100mm寬鋼拉帶，以有效傳遞樓板傳來的水平作用力；CLT樓板與混凝土剪力墻豎向連接采用角鋼支撐，金屬角固定在鋼混凝土墻上，樓蓋擱置在角鋼上，可調(diào)節(jié)因混凝土和木材蠕變性能的差異造成的豎向變形差10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)13第十章新型高層建筑18層學(xué)生公寓（BrockCommons）消防工程是該項目的重點:為確保木的消防水平不低于對同規(guī)模不可燃（即混凝土）建筑，采取了兩道消防策略:主動消防+被動消防此外，該項目還采取了全過程虛擬設(shè)計和施工模擬，通過建立綜合三維虛擬模型，實現(xiàn)了多工種協(xié)調(diào)、碰撞檢查、工料估算、四維規(guī)劃和排序、可施工性審核以及數(shù)字化制造，充分體現(xiàn)了信息化建造的優(yōu)勢10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)14第十章新型高層建筑挪威Treet大廈Treet大廈建成于2014年，共14層，高度為52.8m，包含64個公寓單元，是當(dāng)時世界最高的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑。10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)15第十章新型高層建筑挪威Treet大廈采用膠合木框架支撐結(jié)構(gòu)體系豎向荷載:主要由框架梁柱承受并傳遞水平荷載:主要由斜撐和木框架承擔(dān)中部采用CLT板作為電梯井及部分內(nèi)墻通過第5層、第10層及屋頂?shù)募訌妼犹岣呓Y(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,加強層采用預(yù)制混凝土板和環(huán)帶桁架組成。10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)16第十章新型高層建筑挪威Treet大廈很好地體現(xiàn)了木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢——裝配化：①結(jié)構(gòu)在建造時均采用標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)嵌鋼板螺栓節(jié)點②結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性地采用了預(yù)制化模塊化單元建造內(nèi)嵌鋼板螺栓連接節(jié)點建造過程10.1.3高層木與木混合結(jié)構(gòu)案例

高層建筑結(jié)構(gòu)17第十章新型高層建筑挪威Treet大廈Treet大廈所處的卑爾根市設(shè)計地震加速度為0.7m/s2，而設(shè)計風(fēng)壓為1.26kN/m2，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時以抗風(fēng)設(shè)計為主，主要通過以下幾點保證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能：（1）通過理論計算與試驗測試優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）采用分析軟件建立了精細化有限元分析模型（3）同時考慮了風(fēng)荷載的動力效應(yīng)與靜力效應(yīng)求得結(jié)構(gòu)的最大側(cè)向位移為71mm，約為結(jié)構(gòu)總高度的1/634，可滿足規(guī)范要求限值1/500，因此結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計可滿足規(guī)范要求。10.1.4未來超高層木-混合結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

高層建筑結(jié)構(gòu)18第十章新型高層建筑木-鋼組合結(jié)構(gòu)、木-混凝土組合結(jié)構(gòu)是超高層木結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向10.1.4未來超高層木-混合結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

高層建筑結(jié)構(gòu)19第十章新型高層建筑英國PLP建筑事務(wù)所和劍橋大學(xué)建筑系正在設(shè)計一幢高1000英尺（304.8m）的木結(jié)構(gòu)摩天大樓“橡木塔”(OakwoodTower)

?？箓?cè)力體系為膠合木巨型桁架體系，中部桁架筒體，房屋底部和下部尚有四個木框架圍合，形成高效的抗傾覆體系。

立面效果圖

鳥瞰效果圖

抗側(cè)力體系示意圖10.1.4未來超高層木-混合結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

高層建筑結(jié)構(gòu)20第十章新型高層建筑日本住友林業(yè)公司提出2041年在東京建造高度為350m的鋼木結(jié)構(gòu)。該方案平面呈回字形，可有效控制建筑的高寬比，且中心花園可以有充足的采光和通風(fēng)。大樓的主體結(jié)構(gòu)采用鋼支撐-木框架結(jié)構(gòu)，全部約45.5萬平方米的樓面將全部采用日本櫸木制成的正交膠合木墻板。

立面效果圖

抗側(cè)力體系局部效果圖10.1.4未來超高層木-混合結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

高層建筑結(jié)構(gòu)21第十章新型高層建筑同濟大學(xué)熊海貝團隊立足我國國情，提出了一種混凝土框筒-木模塊混合結(jié)構(gòu)體系概念:混凝土框架-筒體結(jié)構(gòu)為主結(jié)構(gòu)，木模塊單體為子結(jié)構(gòu)，形成混凝土與木的組合結(jié)構(gòu)體系。其特點是混凝土主結(jié)構(gòu)的樓層高度約10m左右，木模塊高度略低于10m，為三層單體。主要抗側(cè)力體系和豎向受力體系均為混凝土結(jié)構(gòu)，木模塊子結(jié)構(gòu)僅自承重。新型高層木-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系概念圖10.1.4未來超高層木-混合結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

高層建筑結(jié)構(gòu)22第十章新型高層建筑以同樣功能的高層混凝土框筒結(jié)構(gòu)（100m，30層）的對比分析，該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：①在高密度城市，最大化使用木（竹）結(jié)構(gòu)材以部分替代混凝土材料和鋼材；②充分發(fā)揮混凝土框筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性能，促進超高層木組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展；③每三層高度設(shè)置混凝土樓板，有效提升木（竹）結(jié)構(gòu)的防火性能；④子結(jié)構(gòu)為木結(jié)構(gòu)，有效減輕自重，可大幅減少地基基礎(chǔ)的建造成本；⑤木模塊工廠建造現(xiàn)場安裝，有效提升施工建設(shè)速度；⑥與相同功能的純混凝土高層建筑相比，有效減少對生命周期內(nèi)對環(huán)境的不利影響。10.2.1減震結(jié)構(gòu)10.2高層減震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)23第十章新型高層建筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)是在結(jié)構(gòu)的某些部位設(shè)置耗能元件，通過耗能元件產(chǎn)生摩擦、彎曲(或剪切、扭轉(zhuǎn))、彈塑(或黏滯、黏彈)性滯回變形等來耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量，以減小主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，達到減震控震的目的。根據(jù)是否需要輸入外部能量，減震技術(shù)大體分為：被動控制技術(shù)、主動控制技術(shù)和半主動控制技術(shù)。10.2.1減震結(jié)構(gòu)10.2高層減震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)24第十章新型高層建筑被動控制技術(shù)是在結(jié)構(gòu)中設(shè)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耗能元件即阻尼器，結(jié)構(gòu)振動使耗能元件被動地往復(fù)相對變形或者在耗能元件間產(chǎn)生往復(fù)運動的相對速度、位移和加速度，從而耗散結(jié)構(gòu)振動的能量、減輕結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)。近年來常見的被動耗能元件大體上可以分為三類：位移相關(guān)型耗能元件：例如金屬屈服型阻尼器、摩擦型阻尼器速度相關(guān)型耗能元件：例如黏滯阻尼器、黏彈性阻尼器調(diào)諧吸振型耗能元件：例如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、調(diào)諧液體阻尼器10.2.1減震結(jié)構(gòu)10.2高層減震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)25第十章新型高層建筑主動控制技術(shù)需要實時測量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，采用算法在精確的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上運算和決策最優(yōu)控制力，最后作動器在的外部能量輸入下實現(xiàn)控制力。在結(jié)構(gòu)反應(yīng)觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制稱為反饋控制，而在結(jié)構(gòu)環(huán)境干擾觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制則稱為前饋控制。主動控制裝置：1.主動控制作動器驅(qū)動的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器2.主動斜撐主動錨索系統(tǒng)10.2.1減震結(jié)構(gòu)10.2高層減震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)26第十章新型高層建筑半主動控制技術(shù)的原理與主動控制技術(shù)的基本相同，只是實施控制力的作動器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動地利用結(jié)構(gòu)動的往復(fù)相對變形或相對速度，盡可能地實現(xiàn)主動最優(yōu)控制力。半主動控制作動器通常是被動的剛度或阻尼裝置與機械式主動調(diào)節(jié)器復(fù)合的控制系統(tǒng)。常見的半主動控制裝置：1.主動變剛度系統(tǒng)2.主動變阻尼系統(tǒng)10.2.2高層建筑減震設(shè)計要點10.2高層減震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)27第十章新型高層建筑高層建筑減震設(shè)計方法大體與普通高度建筑減震設(shè)計方法相同。常見的方法有：1.基于附加阻尼比的設(shè)計方法2.基于能力譜的設(shè)計方法3.基于位移的設(shè)計方法4.性能優(yōu)化設(shè)計方法10.2.2高層建筑減震設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)28第十章新型高層建筑基于附加阻尼比的設(shè)計方法：首先通過振型分解反應(yīng)譜法分析，求得結(jié)構(gòu)滿足性能目標(biāo)所需的附加阻尼比。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)減震概念設(shè)計的原則合理布置阻尼器，確定各層阻尼器的阻尼力以實現(xiàn)目標(biāo)附加阻尼比，進一步確定各層阻尼器的數(shù)量和參數(shù)。優(yōu)點：基于附加阻尼比的減震設(shè)計方法原理清晰、步驟簡單，能夠很好地與我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范對接，且無需大量迭代工作，因此廣泛應(yīng)用于我國工程實踐當(dāng)中。適用范圍：該方法主要適用于附加剛度可以忽略、以提供附加阻尼為主的阻尼器。10.2.2高層建筑減震設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)29第十章新型高層建筑能力譜方法：①對結(jié)構(gòu)進行推覆分析得到其推覆曲線，即基底剪力-頂點位移關(guān)系曲線；②通過推覆曲線得到假定頂點位移下結(jié)構(gòu)的等效阻尼比；③將推覆曲線轉(zhuǎn)換為能力譜曲線，將反應(yīng)譜曲線轉(zhuǎn)換為需求譜曲線，兩曲線的交點得到頂點位移，若其與假定值相差較大，則需通過反復(fù)迭代以實現(xiàn)收斂；④按照確定的結(jié)構(gòu)頂點位移下各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的割線剛度，進行模態(tài)分析和振型組合，得到結(jié)構(gòu)最終的頂點位移和層間位移；⑤根據(jù)性能目標(biāo)確定初步減震方案和需求附加阻尼比，進而確定阻尼器類型、數(shù)量、參數(shù)和布置位置。10.2.2高層建筑減震設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)30第十章新型高層建筑基于位移的減震設(shè)計方法：1.首先根據(jù)規(guī)范或者性能需求確定目標(biāo)位移。2.假定阻尼器提供給結(jié)構(gòu)的附加阻尼比。3.將結(jié)構(gòu)等效為單自由度體系，根據(jù)目標(biāo)位移或目標(biāo)位移減震率在反應(yīng)譜曲線上確定減震結(jié)構(gòu)的等效周期，確定減震結(jié)構(gòu)的等效剛度。4.配置相應(yīng)數(shù)量和參數(shù)的阻尼器以滿足減震結(jié)構(gòu)等效剛度的要求，實現(xiàn)減震初步設(shè)計。5.進行減震結(jié)構(gòu)的抗震計算分析，計算當(dāng)前設(shè)計下阻尼器實際提供的附加阻尼比，如果該值與設(shè)計初期的假定值不一致，則重新假定阻尼器的附加阻尼比，重復(fù)上述流程，直到實現(xiàn)收斂為止。6.最后，驗算減震結(jié)構(gòu)在不同地震水準(zhǔn)下的位移，必要時可對減震方案進行微調(diào)。10.2.2高層建筑減震設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)31第十章新型高層建筑結(jié)構(gòu)主動、半主動控制系統(tǒng)設(shè)計：傳感器系統(tǒng)設(shè)計：包括傳感器類型選擇、數(shù)量和位置等參數(shù)的設(shè)計，將直接影響系統(tǒng)的狀態(tài)輸出、反饋和控制性能?？刂破飨到y(tǒng)設(shè)計：包括作動器數(shù)量、位置以及作動器出力等參數(shù)的設(shè)計，將直接影響系統(tǒng)的控制效果，是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心問題。作動器出力設(shè)計：是在給定作動器數(shù)量和位置的前提下，以實現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)期的控制效果為目標(biāo)來合理地確定作動器出力與系統(tǒng)狀態(tài)或輸出的關(guān)系以及各個作動器出力的具體量值。10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)32第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)1）金屬屈服型阻尼器金屬阻尼器利用金屬材料進入塑性后滯回性能良好的特點，在結(jié)構(gòu)發(fā)生變形前先行屈服，以耗散大部分地面運動傳遞給結(jié)構(gòu)的能量常見的阻尼器材料包括軟鋼、低屈服點鋼、鉛和形狀記憶合金等。軟鋼在進入塑性范圍后具有良好的滯回特性鉛具有較高的延性和柔性，在變形過程中可以吸收大量的能量，并有較強的變形跟蹤能力，適合用于抗震耗能10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)33第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)1）金屬屈服型阻尼器北京銀泰中心屈曲約束支撐北京銀泰中心由于伸臂桁架對結(jié)構(gòu)整體抗震性能有較為突出的影響,因此將伸臂桁架在內(nèi)筒與外框筒之間的鋼支撐用屈曲約束支撐代替,以進一步改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)34第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)1）金屬屈服型阻尼器鉛黏彈性阻尼器潮汕星河大廈潮汕星河大廈、采用框架核心筒結(jié)構(gòu)。施工至12層時，業(yè)主提出增加3層，主樓結(jié)構(gòu)變?yōu)?5層，總高98.7m，為保證加層后結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求，采用了加設(shè)28個復(fù)合鉛黏彈性阻尼器的方案10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)35第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)2）摩擦型阻尼器由組合構(gòu)件和摩擦片在一定預(yù)緊力下組成一個能夠產(chǎn)生滑動和摩擦力的機構(gòu)，利用滑動摩擦力做功耗散能量，對結(jié)構(gòu)起耗能減震作用。在正常情況下：阻尼器只為結(jié)構(gòu)提供附加剛度，不產(chǎn)生滑移在強震作用下：阻尼器產(chǎn)生滑移為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼，并依靠摩擦做功來耗散能量常見的摩擦型阻尼器型式：摩擦耗能節(jié)點、板式摩擦型阻尼器、筒式摩擦型阻尼器、復(fù)合摩擦型阻尼器等10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)36第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)帶Pall摩擦阻尼器的耗能支撐肯考迪亞大學(xué)圖書館肯考迪亞大學(xué)圖書館采用摩擦阻尼器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的剪力墻或普通支撐。該結(jié)構(gòu)總共采用了143個起滑荷載為600～700kN的摩擦阻尼器，帶摩擦阻尼器的耗能支撐屬非承重構(gòu)件，安裝簡單，對結(jié)構(gòu)建筑功能及外觀的影響很小，而且能有效減輕結(jié)構(gòu)自重，降低基礎(chǔ)造價。2）摩擦型阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)37第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)3）粘滯阻尼器黏滯阻尼器是根據(jù)流體運動特別是當(dāng)流體通過節(jié)流孔時會產(chǎn)生黏滯阻力的原理而制成的，是一種速度相關(guān)型阻尼器。圓筒式黏滯阻尼器和黏滯阻尼墻：通過內(nèi)部黏滯材料發(fā)生剪切變形產(chǎn)生阻尼力，如由內(nèi)部鋼板、外部鋼板及處于內(nèi)外鋼板之間的黏滯液體組成的黏滯阻尼墻，內(nèi)部鋼板固定于上層樓面，外部鋼板固定于下層棱面，內(nèi)鋼板受外界激勵沿平面運動，使高濃度阻尼材料發(fā)生剪切變形，從而產(chǎn)生阻尼力缸式黏滑流體阻尼器：在外界激勵下，活塞桿在缸體內(nèi)運動，迫使受壓流體通過孔隙或縫隙，進而產(chǎn)生阻尼力。10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)38第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)黏滯阻尼墻現(xiàn)場安裝圖上海世茂國際廣場上海世茂國際廣場采用巨型鋼骨柱框架-筒體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高度246m。裙房為鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)高度48m。為解決裙房偏心導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形突出的問題，在裙房內(nèi)部5～9層樓層位移較大的角部區(qū)域設(shè)置共10組黏滯阻尼墻，并10層主樓與裙房之間設(shè)置了為35組50t圓筒黏滯阻尼器和5組75t圓筒黏滯阻尼器。3）粘滯阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)39第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)4）黏彈性阻尼器黏彈性材料同時具有黏性材料以及彈性材料的力學(xué)特性，能同時儲存能量和耗散能量。目前開發(fā)的各種黏彈性阻尼器主要是由黏彈性材料和鋼板疊合黏結(jié)而成控制要點：黏彈性材料的性能以及它與鋼板的粘結(jié)效果常見的黏彈性阻尼器：條板式黏彈性阻尼器、黏彈性阻尼墻、杠桿黏彈性阻尼器等。10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)40第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)黏彈性阻尼器安裝位置紐約世貿(mào)中心雙子塔紐約世貿(mào)中心雙子塔曾為美國紐約最高的建筑物及標(biāo)志性建筑，高達411.48m，在9.11恐怖襲擊事件中坍塌。每幢樓安裝了大約一萬個黏彈性阻尼器，阻尼器的選擇、數(shù)量、形狀和位置是基于塔樓的動態(tài)力學(xué)狀態(tài)以及要達到的性能目標(biāo)所需阻尼來確定的。在使用年限中，這些黏彈性阻尼器很好地抵御了強風(fēng)對主體結(jié)構(gòu)的影響。4）黏彈性阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)41第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)黏彈性阻尼器的安裝南京大報恩寺南京大報恩寺古塔是明代初年至清代前期南京最負盛名的標(biāo)志性建筑，2007年復(fù)建南京大報恩寺和琉璃塔。南京大報恩寺新塔總高度為108m。該新塔平面為雙層柱網(wǎng)的正八邊形，主體采用鋼結(jié)構(gòu)，外圍護材料主要為建筑琉璃制品。為了抵抗強風(fēng)、地震等環(huán)境影響，南京大報恩寺新塔設(shè)置了新型材料黏彈性阻尼器。4）黏彈性阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)42第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)5）調(diào)諧質(zhì)量阻尼器調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TunedMassDamper,TMD）系統(tǒng)由彈簧或吊索、質(zhì)量塊、阻尼器組成基本原理：在目標(biāo)主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特定位置上附加一個振動子系統(tǒng)，適當(dāng)選擇該子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、動力參數(shù)以及與主系統(tǒng)的耦合關(guān)系以實現(xiàn)其固有振動頻率與主結(jié)構(gòu)所控振型頻率諧振，改變主系統(tǒng)的振動狀態(tài)。10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)43第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器臺北101大樓臺北101大樓是臺灣的標(biāo)志性建筑，高度508m。臺北101大樓在87~92層間設(shè)置了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，通過高強度鋼索將660t的質(zhì)量塊懸吊，并用支架從底部支撐，在支架周圍設(shè)置8組黏滯阻尼器實現(xiàn)減震耗能5）調(diào)諧質(zhì)量阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)44第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)上海中心上海中心大廈位于上海陸家嘴金融中心，建筑高度632m，結(jié)構(gòu)高度580m。上海中心大廈設(shè)置了被動式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，阻尼器質(zhì)量為1000t，是目前已建成的最大型阻尼裝置。相較于傳統(tǒng)的黏滯型調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器可實現(xiàn)變阻尼5）調(diào)諧質(zhì)量阻尼器10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)45第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)5）調(diào)諧液體阻尼器調(diào)諧液體阻尼器(TunedLiquidDamper,TLD)是一種有效的結(jié)構(gòu)減振控制裝置,它是利用固定水箱中的液體在晃動過程中產(chǎn)生的動側(cè)壓力來提供減振力的。調(diào)諧液體阻尼器具有造價低、易安裝、維護少、自動激活性能好、容易匹配調(diào)諧頻率等優(yōu)點,而且可以設(shè)置在已有建筑物上,并可兼作供水水箱用。調(diào)諧液體阻尼器主要分兩類：第一類是矩形、圓柱形或圓環(huán)形的水箱第二類是一種U型管狀水箱10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)46第十章新型高層建筑1.被動控制技術(shù)金山大廈采用調(diào)頻液體阻尼器來實現(xiàn)主樓的風(fēng)振控制。采用矩形淺水水箱，其位置為主樓屋面停機坪下核心筒周圍的夾層空隙中。該工程中淺水TLD對高柔結(jié)構(gòu)風(fēng)振加速度的控制效應(yīng)顯著5）調(diào)諧液體阻尼器金山大廈位于珠海市由主樓、副樓和裙房組成總高度162m主樓采用筒中筒結(jié)構(gòu)10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)47第十章新型高層建筑2.半主動控制技術(shù)主動控制技術(shù)缺點：高投資和維修費大、功率需要高和可靠性問題提出了具有變阻尼和變剛度的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器即半主動控制技術(shù)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。半主動控制技術(shù)：較低的投資和維修費用以及較小的功率常見的半主動控制裝置：1.主動變剛度系統(tǒng)；2.主動變阻尼系統(tǒng)目前高層建筑應(yīng)用半主動控制技術(shù)的案例較少10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)48第十章新型高層建筑3.主動控制技術(shù)主動質(zhì)量阻尼器(ActiveMassDamper,AMD)是主動控制減震技術(shù)的代表AMD將結(jié)構(gòu)響應(yīng)的反饋和（或）結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵位置處外激勵的前饋，經(jīng)計算機分析處理向作動器發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔?，于是作動器對抗質(zhì)量塊而將慣性控制力施加于結(jié)構(gòu)實現(xiàn)振動控制。常用的主動元件：電液伺服系統(tǒng)、電磁式作動器和壓電式作動器等10.2.3高層建筑用減震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)49第十章新型高層建筑3.主動控制技術(shù)廣州電視塔廣州電視塔塔高600m，其主塔體高450m，天線桅桿高150m。為了提高結(jié)構(gòu)在風(fēng)載作用下的舒適性以及強風(fēng)作用下的安全性，在主塔標(biāo)高438.4m處設(shè)置了復(fù)合調(diào)諧控制裝置，由直線電機驅(qū)動的AMD系統(tǒng)組成主動質(zhì)量阻尼器10.3.1隔震結(jié)構(gòu)10.3高層隔震建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)50第十章新型高層建筑隔震設(shè)計：在房屋基礎(chǔ)、底部或下部結(jié)構(gòu)與上部之間設(shè)置由隔震支座和阻尼裝置等部件組成具有整體復(fù)位功能的隔震層，以延長整個結(jié)構(gòu)體系的自振周期，減少輸入上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用，達到預(yù)期防震要求?？拐鸾ㄖ粽鸾ㄖ?0.3.1隔震結(jié)構(gòu)

高層建筑結(jié)構(gòu)51第十章新型高層建筑作用機理：引入隔震層后，結(jié)構(gòu)整體剛度下降，結(jié)構(gòu)基本周期延長，地震作用降低，而位移反應(yīng)增加。提高結(jié)構(gòu)阻尼，則可以使地震作用和位移響應(yīng)都得到控制加速度反應(yīng)譜位移反應(yīng)譜隔震層要求：1.具備良好的豎向承壓能力以及較低的水平剛度2.需要具備恢復(fù)原始狀態(tài)的復(fù)位能力3.需要阻尼以耗散地震能量10.3.2高層隔震建筑設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)52第十章新型高層建筑分部設(shè)計法：將隔震結(jié)構(gòu)以隔震層為界劃分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等部分，對每一部分分別按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進行設(shè)計水平向減震系數(shù)：彈性計算或時程計算分析時，隔震結(jié)構(gòu)和非隔震結(jié)構(gòu)各層層間剪力（彎矩）比值的最大值使用水平向減震系數(shù)對規(guī)范反應(yīng)譜中地震影響系數(shù)最大值αmax進行折減，然后使用折減后的αmax按傳統(tǒng)設(shè)計方法進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計。10.3.2高層隔震建筑設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)53第十章新型高層建筑

10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)54第十章新型高層建筑常規(guī)的疊層橡膠支座:幾毫米厚的橡膠薄片和薄鋼板交互疊放，在一定高溫、高壓條件下，經(jīng)硫化粘結(jié)而成目前常使用的疊層橡膠支座主要有天然橡膠支座（NRB）、鉛芯橡膠支座（LRB）、高阻尼橡膠支座（HRB）等1.疊層橡膠支座天然橡膠支座鉛芯橡膠支座10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)55第十章新型高層建筑地鐵上蓋結(jié)構(gòu)存在剛度突變、體系轉(zhuǎn)換等復(fù)雜情況，故采用上蓋隔震方案，在層間設(shè)置疊層橡膠隔震層，采用分部設(shè)計法，隔震設(shè)計目標(biāo)為上部結(jié)構(gòu)降低一度1#樓和7#樓減震系數(shù)均滿足要求，能較好的實現(xiàn)隔震目標(biāo)1.疊層橡膠支座1#樓隔震模型7#樓隔震模型上海徐涇地鐵上蓋項目10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)56第十章新型高層建筑西昌盛世建昌酒店采用框架-筒體結(jié)構(gòu)形式在基礎(chǔ)底部設(shè)置疊層橡膠隔震層，采用分部設(shè)計法，隔震設(shè)計目標(biāo)為上部結(jié)構(gòu)降低一度。根據(jù)規(guī)范求得的水平向減震系數(shù)為0.32，滿足規(guī)范中降低一度設(shè)計的要求。1.疊層橡膠支座有限元模型西昌盛世建昌酒店西昌盛世建昌酒店10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)57第十章新型高層建筑工作原理：利用兩個曲面與各自對應(yīng)凹球面間的滑動，形成一個鐘擺式的機構(gòu)，以延長結(jié)構(gòu)自振周期；滑動面與凹球面間的摩擦來消耗地震能量+結(jié)構(gòu)整體被抬升時動能與勢能的轉(zhuǎn)化2.摩擦擺支座摩擦擺示意摩擦擺支座10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)58第十章新型高層建筑隔震層設(shè)置在地下室上，層高1.8m，上部剪力墻下設(shè)置轉(zhuǎn)換梁和支墩，上支墩下連接摩擦擺支座根據(jù)規(guī)范求得的水平向減震系數(shù)為0.32，滿足規(guī)范中降低一度設(shè)計的要求。2.摩擦擺支座喀什天使花園4號樓建筑結(jié)構(gòu)高度83.1m純剪力墻結(jié)構(gòu)形式10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)59第十章新型高層建筑其空中連橋結(jié)構(gòu)采用摩擦擺隔震形式的柔性連接，采用摩擦擺支座保障了空中連橋的安全性。2.摩擦擺支座重慶來福士廣場總占地面積約為91782m2由8棟高層建筑、6層商業(yè)裙房和3層地下室組成，其中4棟在屋頂通過一座長達300m的空中橋彼此相連10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)60第十章新型高層建筑滑板支座具有較大豎向承載能力，滑動摩擦系數(shù)較小、滑動位移較大，但自身不具備回復(fù)力，通常由上連接板、上封板、下封板、下連接板、滑移面板和滑移材料組成3.滑板支座示意圖實物圖10.3.3高層建筑隔震技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)61第十章新型高層建筑空氣彈簧：一種由有簾線的橡膠囊和充入其內(nèi)腔的壓縮空氣所組成的非金屬彈性元件其隔振性能主要受到剛度特性、頻率特性和阻尼特性的影響4.空氣彈簧支座空氣彈簧10.4.1可恢復(fù)功能建筑10.4地震可恢復(fù)功能高層建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)62可恢復(fù)功能：體系在受到外力擾動后，具有可快速恢復(fù)到正常使用功能的能力外力：地震及其次生災(zāi)害等多種災(zāi)害作用和疲勞、腐蝕、凍融等長期環(huán)境作用可恢復(fù)功能體系：可恢復(fù)功能城市可恢復(fù)功能系統(tǒng)可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)1．可恢復(fù)功能定義第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)63魯棒性：結(jié)構(gòu)在遭受一定強度地震后，結(jié)構(gòu)的功能依然保持在較高水平快速性：結(jié)構(gòu)可以迅速地恢復(fù)部分功能或在較短時間內(nèi)恢復(fù)全部功能，避免造成間接損失增加結(jié)構(gòu)冗余度增加資源調(diào)配靈活性1．可恢復(fù)功能定義第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)64三種典型的地震可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)體系:1.設(shè)置搖擺構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系2.自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系3.設(shè)置可更換構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系2．基本原理和方法可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)：控制地震作用下結(jié)構(gòu)變形的集中發(fā)生部位，并在變形部位設(shè)置耗能裝置、自復(fù)位裝置，或是在損傷之后進行更換，以保證結(jié)構(gòu)功能的快速可恢復(fù)性第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)652．基本原理和方法搖擺結(jié)構(gòu)具有悠遠的歷史：古希臘和古羅馬神廟的支撐柱可在界面上搖擺在早期的搖擺建筑結(jié)構(gòu)中，一般做法為放松結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的約束:即上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)交界面可以受壓但幾乎沒有受拉能力，在水平傾覆力矩作用下，允許上部結(jié)構(gòu)在與基礎(chǔ)交界面處發(fā)生一定的抬升彎曲變形、剪切變形或彎剪變形模式整體的剛體擺動模式第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)662．基本原理和方法自復(fù)位結(jié)構(gòu)在放松界面約束的結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力，使得結(jié)構(gòu)在地震作用下首先發(fā)生一定的彎曲變形，超過一定限值后發(fā)生搖擺，其思想來源于預(yù)制無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架的研究附加自復(fù)位裝置（預(yù)應(yīng)力拉索等）地震下保持彈性狀態(tài)消除結(jié)構(gòu)構(gòu)件因屈服耗能而導(dǎo)致的殘余變形，降低結(jié)構(gòu)的修復(fù)時間第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)672．基本原理和方法可更換機制要求在盡量減少對結(jié)構(gòu)使用功能影響的前提下，實現(xiàn)可更換、易更換和快速更換要求：結(jié)構(gòu)的耗能構(gòu)件、結(jié)構(gòu)柱或自復(fù)位構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)件并行布置，使構(gòu)件的更換不影響正常使用，且結(jié)構(gòu)在設(shè)計和構(gòu)造上應(yīng)盡量將可更換部件集中設(shè)置，以減少維修時間和功能中斷時間第十章新型高層建筑10.4.1可恢復(fù)功能建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)682．基本原理和方法耗能構(gòu)件是地震可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)的核心部分之一通過布置耗能構(gòu)件將地震輸入能量集中在可更換的阻尼裝置中，從而使地震可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)可兼顧結(jié)構(gòu)安全和可恢復(fù)功能能力“旗幟型”力-位移關(guān)系示意第十章新型高層建筑10.4.2高層建筑地震可恢復(fù)功能設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)691．抗震性能水準(zhǔn)第十章新型高層建筑傳統(tǒng)抗倒塌設(shè)防目標(biāo)小震不壞中震可修大震不倒震后可恢復(fù)功能目標(biāo)（四水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)）小震及中震不壞大震可更換、可修復(fù)巨震不倒塌由于可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)具有比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更高的抗震性能10.4.2高層建筑地震可恢復(fù)功能設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)701．抗震性能水準(zhǔn)第十章新型高層建筑結(jié)構(gòu)體系抗震性能水準(zhǔn)第一水準(zhǔn)第二水準(zhǔn)第三水準(zhǔn)第四水準(zhǔn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全可用修復(fù)后可用生命安全—可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)完全可用完全可用更換后可使用/修復(fù)后可使用生命安全地震可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)設(shè)防目標(biāo)10.4.2高層建筑地震可恢復(fù)功能設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)712.抗震設(shè)計方法第十章新型高層建筑傳統(tǒng)：基于力進行設(shè)計1.加速度反應(yīng)譜2.地震作用3.構(gòu)件截面設(shè)計4.驗算結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)體系在地震作用下具有較大的變形能力采用基于位移的設(shè)計方法更合理1.采用彈性反應(yīng)譜等價線性化思想2.基于非線形反應(yīng)譜的設(shè)計思想（1）基于位移的設(shè)計方法10.4.2高層建筑地震可恢復(fù)功能設(shè)計要點

高層建筑結(jié)構(gòu)722.抗震設(shè)計方法第十章新型高層建筑（2）設(shè)計流程10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)731.搖擺技術(shù)第十章新型高層建筑放松構(gòu)件與基礎(chǔ)或構(gòu)件之間的約束，使其在接觸面處可以發(fā)生抬起或擺動，從而降低地震后結(jié)構(gòu)功能的破壞采用搖擺技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系不是利用結(jié)構(gòu)樓層本身的變形來耗散地震能量，而是通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的搖擺，將變形集中在搖擺界面上，通常在這些部位設(shè)置耗能構(gòu)件10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)741.搖擺技術(shù)第十章新型高層建筑日高和牧野針對搖擺聯(lián)肢剪力墻，提出搖擺聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，如圖所示。該體系中變形較集中的部位為邊界單元，邊界單元由鋼連梁、鋼筋混凝土墻肢、鋼管混凝土邊柱組成搖擺聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)左：傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)右：新型結(jié)構(gòu)1-端部單元2-邊界單元3-塑性鉸10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)751.搖擺技術(shù)第十章新型高層建筑大樓原為框架結(jié)構(gòu)，加固過程中采用搖擺墻+鋼阻尼構(gòu)件的形式加固前后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。此加固工程經(jīng)歷了地震的考驗，加固后的結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和可恢復(fù)功能日本東京工業(yè)大學(xué)G3教學(xué)樓10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)761.搖擺技術(shù)第十章新型高層建筑搖擺框架結(jié)構(gòu)：通常和預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)合，通過放松梁柱節(jié)點約束允許框架梁的轉(zhuǎn)動使結(jié)構(gòu)發(fā)生搖擺，并通過預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)自復(fù)位，形成后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制框架結(jié)構(gòu)日本東京工業(yè)大學(xué)G3教學(xué)樓10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)771.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑自復(fù)位技術(shù)是在搖擺技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過給搖擺構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力等技術(shù)，使其在震后可以回復(fù)到原來的位置復(fù)位功能能夠消除結(jié)構(gòu)的永久變形，使結(jié)構(gòu)在地震后能夠繼續(xù)使用，同時降低了結(jié)構(gòu)震后被拆除的風(fēng)險10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)781.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑1）自復(fù)位框架技術(shù)帶可搖擺式框架節(jié)點的后張預(yù)應(yīng)力鋼框架結(jié)構(gòu)這種框架具有足夠的剛度、強度及延性，表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)框架體系的性能，將摩擦阻尼器增加到此類節(jié)點中，可增加節(jié)點耗能鋼框架后張拉預(yù)應(yīng)力節(jié)點1-墊板

2-無黏結(jié)后張預(yù)應(yīng)力鋼絞線

3-翼緣加強板

4-角鋼10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)791.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑針對混凝土結(jié)構(gòu)，庫拉瑪進行了帶摩擦耗能件的后張拉預(yù)應(yīng)力筋混凝土搖擺框架結(jié)構(gòu)研究同濟大學(xué)呂西林團隊進行了單向自復(fù)位和三向自復(fù)位鋼筋混凝土框架地震振動臺試驗。同濟大學(xué)魯亮團隊進行了受控搖擺式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的研究混凝土自復(fù)位框架體系梁柱節(jié)點1）自復(fù)位框架技術(shù)10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)801.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑混合結(jié)構(gòu)體系：后張預(yù)應(yīng)力筋連接的裝配形式+搖擺機制+耗能構(gòu)件相結(jié)合，滯回曲線表現(xiàn)為旗幟型。位于美國舊金山的39層預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)派拉蒙大廈為框架結(jié)構(gòu)，使用了混合節(jié)點，實現(xiàn)了梁柱節(jié)點的自復(fù)位性能美國舊金山39層派拉蒙大廈1）自復(fù)位框架技術(shù)10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)811.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑2）自復(fù)位剪力墻技術(shù)將無黏結(jié)后張拉預(yù)應(yīng)力技術(shù)運用到鋼筋混凝土墻體中優(yōu)點：a)利用整體型關(guān)鍵構(gòu)件控制結(jié)構(gòu)的變形模式b）保護墻體免受損傷c）為結(jié)構(gòu)賦予自復(fù)位能力10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)821.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑2）自復(fù)位剪力墻技術(shù)無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力剪力墻由鋼筋混凝土墻與內(nèi)置的豎向無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線組成，墻片與墻片之間，墻片與基礎(chǔ)之間均沒有固定連接10.4.3高層建筑可恢復(fù)功能技術(shù)及案例

高層建筑結(jié)構(gòu)831.自復(fù)位技術(shù)第十章新型高層建筑2）自復(fù)位剪力墻技術(shù)帶有耗能裝置的自復(fù)位剪力