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DBJ53T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程.pdf

由各种不同金属材料元件或构件制成，利用金属元件或构件 屈服时产生的弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置

由钢元件或构件、摩擦片和预压螺栓等组成，利用两个或两 以上元件或构件间相对位移时产生摩擦做功而耗散能量的减震 装置

由核心单元、外约束单元等组成，利用核心单元产生弹塑性 带回变形耗散能量的减震装置，

由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成，利用黏滞材料运动的 生黏滞阻尼耗散能量的减震装置

DB41T 1584-2018 机械式停车设备安装与拆卸安全要求黏滞阻尼墙是一种由钢板在高黏度阻尼液（高分子聚合物 运动而产生黏滞阻尼力的减震装置

2.1.12黏弹性消能器 viscous elastic damper

由黏弹性阻尼材料和约束钢板或圆（方形或矩形）钢筒约束 层组成的减震装置。

由高阻尼橡胶材料和约束钢板或圆（方形或矩形）钢筒约束 层组成的减震装置。

由质量块、弹性元件等组成，可配置阻尼单元，工作时与主 本结构形成反向振动，从而达到减震（振）作用，

2. 1. 15 设计使用年限 design service

设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可完成预定目的 使用的年限

消能减震结构往复运动时消能器附加给主体结构的有效阻 尼比

消能减震结构往复运动时消能部件附加给主体结构的刚度

2.1.18消能器设计阻尼力 design force of energy dissipation

消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的位移值

消能器能达到的最大变形量，消能器的变形超过该值后认为 消能器失去消能功能

消能器能达到的最大速度值，消能器的速度超过该值后认为 肖能器失去消能功能

制造厂为了取得特定规格和型号消能器产品的生产资格，委 托具有相应资质的第三方检测机构进行的产品性能及相关性的 检验。

在见证单位见证下，按照有关规定从施工现场随机抽取试 样，送至具备相应资质的第三方检测机构进行的检验

2.1.25极罕遇地震very rare earthquake

26地震总输能量total input

一次地震过程中，地震作用对结构所做的功，等于结构动 能、结构应变能、结构固有模态阻尼耗能、消能器耗能和结构滞 回耗能的总和

消能减震结构在水平地震作用下的总应变能： 消能减震结构的附加阻尼比； 消能减震结构的基本自振周期： 消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移： 设置消能部件的主体结构层间屈服位移； 支撑构件沿消能器消能方向的刚度，

第个消能部件在结构预期层间位移△u；下往复 循环一周所消耗的能量：

第i个消能器由试验确定的线性阻尼系数： 第个消能器的消能方向与水平面的夹角； 第i个消能器两端的相对水平位移； 消能器的线性阻尼系数； 阻尼指数的函数； 第i个消能器在水平地震作用下的最大阻尼力

3.0.1消能减震结构应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条 件、结构类型、不规则性、建筑使用功能和附属设施功能的要 求、震后损失和修复难易程度等因素，经技术、经济综合比较 确定合理的设计方案。 3.0.2消能器在结构中的布置应遵循“均匀、分散、对称、周

3.0.1消能减震结构应根据抗震设防类别、设防烈度、场

边”的原则，且应具有足够的数量。消能减震结构在罕遇地震作 用下消能器耗能与地震总输入能量的比值不应小于表3.0.2的限 值要求。

罕遇地震作用下消能器的耗能占比限

主：房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋Ⅱ 部分）。

度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶

3.0.3用于建筑工程中的消能器，应进行型式检验、出厂检验 见证检验

3.0.4消能减震工程施工应建立健全质量管理制度。

3.0.5在消能减震结构正常使用过程中，应进行常规

期检查；当消能减震结构遭遇地震或其他灾害后，应对消能器进 行应急检查。

120m、80m的重要消能减震公共建筑，应按照规定设置建筑结构 的地震反应监测系统

3.0.7消能减震结构的地基基础可按现行《建筑与市政地基基

3.0.7消能减震结构的地基基础可按现行《建筑与市政地

础通用规范》GB55003、《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002和《建筑抗震设计规范》GB50011等相关规范进行设计， 必要时对与消能子结构直接相连的地基基础进行适当加强

4.1.1消能减震结构的地震作用应符合下列规定

1一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计 算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向消能部件和 抗侧力构件承担： 2有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分 别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。在计算等效阻尼比 时，结构总应变能和消能器耗能应按地震输入方向与垂直方向的 总和计算； 3减震结构可采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。 计算各抗侧力构件的水平地震作用效应时，应计入扭转效应的 影响； 48度及8度以上的长悬臂或大跨结构及9度时的高层建筑 结构，应计算竖向地震作用； 5平面投影尺度很大的空间结构和长线型结构，地震作用 计算时应考虑地震地面运动的空间和时间变化。 4.1.2 消能减震结构地震作用计算，除特殊要求外，应采用下 列方法： 1当消能减震结构主体结构处于弹性工作状态，且消能器

处于线性工作状态时，可采用振型分解反应谱法、弹性时程分 析法； 2当消能减震结构主体结构处于弹性工作状态，且消能器 处于非线性工作状态时，可将消能器进行等效线性化，采用附加 有效阻尼比和有效刚度的振型分解反应谱法、弹性时程分析法： 也可米用弹塑性时程分析法； 3当消能减震结构主体结构进入弹塑性状态时，应采用静 力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。 4.1.3采用时程分析法时，消能减震结构的恢复力模型应包括 主体结构恢复力模型和消能部件的恢复力模型。 4.1.4采用不同的计算软件对消能减震结构进行设计时，各计 算模型应保持一致

4.2设计反应谱和地震动输入

4.2.1当减震结构的阻尼比为0.05时，地震影响系数应根据烈 度、场地类别、特征周期和减震结构自振周期按图4.2.1确定 其水平地震影响系数最大值αmax应按表4.2.1采用。场地特征周 期应按《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定执行，计算 罕遇地震和极罕遇地震作用时，场地特征周期应分别增加0.05s 和0.10s

x一地震影响系数；αmx一地震影响系数最大值；n一阻尼调整系数； 一曲线下降段的衰减指数；T一特征周期；T一结构自振周期

图4.2.1地震影响系数曲线

表4.2.1水平地震影响系数最大值α.

1当消能减震结构的阻尼比等于0.05时，地震影响系数曲 线的阻尼调整系数应按1.0采用，形状参数应符合下列规定： 1）直线上升段，周期小于0.1s的区段； 2）水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值（αmax）； 3）曲线下降段，自特征周期至6.0s区段，衰减指数应 取0.9。 2当消能减震结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数 曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定：

）曲线下降段的衰减指数应按下式确定

式中：—曲线下降段的衰减指数； ——阻尼比，取减震结构振型阻尼比 2）阻尼调整系数，应按下式确定：

武中：一 阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.55。 4.2.2减震结构采用时程分析方法时，地震动加速度时程曲线 应符合下列规定： 1地震动加速度时程曲线应满足设计反应谱和设计加速度 峰值的基本要求，设计地震加速度峰值按表4.2.2采用； 2实际强震记录地震动加速度时程曲线，应根据烈度、设 计地震分组和场地类别进行选择。人工模拟地震动加速度时程曲 线，应考虑阻尼比和相位信息的影响

.2.2分析用地震加速度的最大值（

注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区

3.1采用振型分解反应谱法时，应计算其地震作用和作用效

4.3.1采用振型分解反应谱法时，应计算其地震作用

应，应符合下列规定： 1对不进行扭转耦联计算的减震结构，应按下列规定计算 其地震作用和作用效应： 1）结构i振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列公 式确定：

Fr=α,X,G (i=l,2,..,n;j=l,2,..,m)

Sek = ~Z (1 +t) S?

作用和作用效应： 1）结构i振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式 确定：

Fxji=αjYtjXji·G Fyj =α,tYj,· G; (i=1,2,...,n;j=1,2,...,m) F = α,rPi : G

分别为i振型i层的α方向、方向和转 有方向的水平地震作用标准值； 分别为j振型i层质心在α、方向的水 平相对位移； 振型i层的相对扭转转角； 层的转动半径，可取i层绕质心的转动 贯量除以该层质量的商的正二次方根： 十入扭转的i振型的参与系数。 下的效应，可按下列公式确定：

式中：SEk 地震作用标准值的组合效应： S,、Sk 分别为i、振型水平地震作用标准值的效应，可 根据振型参与质量系数确定参与计算的振型数；

根据振型参与质量系数确定参与计算的振型数 一i振型与k 振型的耦联系数; 证

i、分别为j、振型的阻尼比; 入π—k振型与i振型的自振周期比。 3）双向水平地震作用下的效应，可按下列公式中的较大 值确定：

Sek = /S2 + (0.85S,) 2 或 Sek = /S2 + (0. 85S) 2

4.3.2采用时程分析法时，应符合下列规定：

4.3.3采用振型分解反应谱法和时程分析法同时计算时,

乍用结果应取时程分析法与振型分解反应谱法的包络值

4.3.4对特殊设防类和房屋高度超过60m的重点设防类减

1采用振型分解反应谱法计算竖向地震作用时，其竖向地 震影响系数最大值αmax可采用本规程第4.2.1条规定的水平地震 影响系数最大值的65%； 2一般情况下，计算竖向地震作用标准值时，各楼层可视 为质点：设防地震作用下楼层的竖向地震作用标准值可按各构件 承受的重力荷载代表值的比例分配，按下列公式确定：

G,H k(i=l,...,n) ≥ G,H,

式中： Fevk 结构总竖向地震作用标准值： 质点i的竖向地震作用标准值： αvmax 竖向地震影响系数的最大值，可取水平地震影 响系数最大值的65%； 结构等效总重力荷载，可取其重力荷载代表值 的75%; H、H一一结构质点i、j的计算高度。 4.3.6对于第二类设防自标对应的需考虑竖向地震作用的消能减 震结构，8度和9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10% 和20%，设计基本地震加速度为0.30g时，可取该结构、构件重力 荷载代表值的15%

4.3.6对于第二类设防目标对应的需考虑竖向地震作用的消 震结构，8度和9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的 和20%，设计基本地震加速度为0.30g时，可取该结构、构件 荷载代表值的15%。

5.1.1消能减震结构的高度超过《建筑抗震设计规范》GB50011 规定时，应进行专项研究，

5.1.3消能部件的布置应符合下列规定

3消能部件的布置应符合下列

1消能部件的布置应沿结构两个王轴方向分别设置，开宜 使结构在两个主轴方向的动力特性相近： 2消能部件的竖向布置宜使结构沿高度方向刚度均匀，不 宜使结构出现薄弱构件或薄弱层： 3消能部件宜布置在层间相对位移或相对速度较大的楼层 同时可采用合理形式增加消能器两端的相对变形或相对速度： 4消能减震结构布置消能部件的楼层中，消能器的最大阻 尼力在水平方向上分量之和不宜大于楼层层间屈服剪力的60%； 5外墙处的消能部件应设置在围护墙体内侧：当消能部件 与内墙处于同一平面时，应采取有效措施确保消能器及其支承构 件在地震作用下的变形不受阻碍； 6消能部件的设置应便于检查、维护和替换，设计文件中 应注明消能部件使用的环境、检查和维护要求

5.1.4当在垂直相交的两个平面内布置消能器，且分别按

5.1.4当在垂直相交的两个平面内布置消能器，且分别按不同 水平方向进行结构地震作用分析时，应考虑布置消能器跨相交处 的柱在双向地震作用下的受力。

5.1.5在温度或10年一遇标准风荷载作用下，摩擦消能器不应

5.1.5在温度或10年一遇标准风荷载作用下，摩擦消能器不应 进入滑动状态，金属消能器和屈曲约束支撑不应产生屈服。屈曲 勺束支撑在多遇地震作用下不宜屈服耗能

5.1.6当消能器在多遇地震作用下不屈服时，其屈服承载

5.1.7在计算屈曲约束支撑（BRB）的刚度时，应考虑相

5.1.8采用屈曲约束支撑和普通钢支撑一混凝土框架组成抗侧

力体系的结构时，如果房屋高度不超过《建筑抗震设计规范》 GB50011一2010（2016版）第6.1.1条规定的钢筋混凝土框架结 构最大适用高度，支撑框架按刚度分配的多遇地震倾覆力矩可按 设计需要确定；如果抗震设防烈度为（6～8）度且房屋高度超过 钢筋混凝土框架结构最大适用高度但小于钢筋混凝土框架结构和框 架抗震墙结构二者最大适用高度的平均值，底层的支撑框架按刚度 分配的多遇地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的50%。 当结构中含有在罕遇地震下可能屈服的普通钢支撑时，则应 按含与不含该部分普通钢支撑两种模型进行多遇地震作用的计 算，并宜取二者的较大值。 屈曲约束支撑和普通钢支撑一混凝土框架结构的设计尚应符 合《建筑抗震设计规范》GB50011一2010（2016版）附录G.1 节除G.1.3条第5款、G.1.4条第3款外的要求。

5.1.9设计中应考虑消能器性能偏差、连接安装方式等的

影响，主体结构设计采用的附加阻尼比宜留有安全储备。在进行 多遇地震作用下的设计时，附加阻尼比不宜高于计算值的80%； 在进行设防地震作用下的设计时，附加阻尼比不宜高于计算值 的90%。

5.2.1消能部件的设计参数应符合下列规定

.2.1消能部件的设计参数应符合下列规定：

1位移相关型消能器与斜撑、墙体等附属构件组成消能部 件时，消能部件的恢复力模型参数应符合下式规定：

Aup/Ausy ≤ 2/3

式中：△upy一 消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移； △usy一一设置消能部件的主体结构层间屈服位移。 2黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度或高阻尼橡胶消能器 的高阻尼橡胶材料总厚度应符合下式规定：

t, ≥ udmax/ []

式中：t， 黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度或高阻尼橡胶消 能器的高阻尼橡胶材料总厚度： Au dmax 沿消能方向消能器的最大可能的位移： ［］黏弹性材料或高阻尼橡胶允许的最大剪切应变。 3速度线性相关型消能器与斜撑、墙体或梁等支承构件组 成消能部件时，支承构件沿消能器消能方向的刚度应符合下式 规定：

K, ≥ 6πC/T

式中: K, 支撑构件沿消能器消能方向的刚度（kN/m） Ch 消能器的线性阻尼系数「kN/（m·s）l;

消能减震结构的基本自振周期（s）。

5.2.2消能部件附加给结构的实际有效刚度和有效阻

按下列方法确定： 1位移相关型消能部件和非线性速度相关型消能部件附加 给结构的有效刚度可用等效线性化方法确定： 2消能部件附加给结构的有效阻尼比可按下式估算，

3a ≥ Wg/4W

式中：d一 消能减震结构的附加有效阻尼比： W——第j个消能部件在结构预期层间位移△u；下往复循 环一周所消耗的能量； W。一消能减震结构在水平地震作用下的总应变能。 3不计及扭转影响时，消能减震结构在水平地震作用下的 总应变能，可按下式计算：

W, = ZF;u;/2

式中：F, 质点i的水平地震作用标准值（一般取相应于第 振型的水平地震作用即可）； ui质点i对应于水平地震作用标准值的位移。 4速度线性相关型消能器在水平地震作用下往复一周所消 耗的能量，可按下式计算：

W =(2²/T) Z C, cos²(,)△uj

式中：T,一消能减震结构的基本自振周期（s）; C,——第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数［kN/（1 : s); ,一—第j个消能器的消能方向与水平面的夹角（°）;

中：T,一一消能减震结构的基本自振周期（s）; C,—第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数［kN／（ : s)」;

△u;一第j个消能器两端的相对水平位移（m）。 当消能器的阻尼系数和有效刚度与结构振动周期有关时GB/T 231.2-2012 金属材料 布氏硬度试验 硬度计的检验与校准，可 取相应于消能减震结构基本自振周期的值。 5非线性黏滞消能器在水平地震作用下往复一周所消耗的 能量，可按下式计算：

We, = A,FdimaxAu

式中：入，———阻尼指数的函数，可按表5.2.2取值；

注：其他阻尼指数对应的入YS/T 807.14-2012 铝中间合金化学分析方法　第14部分 锶含量的测定　EDTA滴定法，值可线性插值

5位移相关型和速度非线性相关型消能器在水平地震作用下往 复一周所消耗的能量，可按下式计算：

的面积。 5.2.3消能减震结构的总阻尼比应采用能够实际反映消能器非 线性性能的模型和计算方法进行校核。消能部件附加给结构的有 效阻尼比超过25%时，宜按25%计算