消能减震技术应用现状及未来发展方向研究
摘要：本文主要对建筑结构的消能减震技术现状和未来发展方向进行了介绍，
阐述了消能减震技术原理、消能器的类型及消能结构的特点，最后，提出了目前
消能减震研究过程中应当注意解决的一些问题。
关键词：消能减震；消能器；建筑结构
结构的消能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、节点、剪力墙、连接缝
或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主体结构间等）设置消能装置[1]，这些消能
装置有足够的初始刚度，结构在风荷载或小地震作用下，它们处于弹性状态，结
构物具有足够的侧向刚度以满足使用要求。如果出现中、强地震，随着结构物的
侧向变形增大，消能装置首先进入非弹性工作状态，产生较大的阻尼，能够大量
消耗输入到结构中的地震能量，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，从而避
免主体结构及构件在中、强地震作用下的严重破坏。
建筑物的设计和建造手段经历了一个从刚性设计、柔性设计、延性设计到采
用结构控制手段的演变过程[4]。跟传统抗震设计手段相比，阻尼消能减震等结构
控制技术为结构抗震设计提供了一种崭新、有效、经济、简单、可靠的方法。
1 结构消能减震原理
建筑结构的消能减震原理可以通过能量平衡或结构的振动分析来阐述。地震
能量传递到结构上时，通过设置消能部件来增大主体结构的阻尼，使得大部分的
能量在主体结构进入非弹性工作之前就被消能部件耗散掉，这样就能保证主体结
构不再受到大的损伤或破坏。已有的试验证明，消能减震装置可以消耗地震总输
入能力的90%以上[3]。
2 消能减震装置的类型及消能结构的特点
消能器的类型有很多，《抗震规范》中把消能减震装置主要分为位移相关型、速度相关型和其他类型[2]。实际应用于工程中的消能器则主要有：摩擦消能器、
钢弹塑性消能器、铅消能器和粘弹性消能器[1]。
大量的研究和应用[4]表明，在建筑物的适当位置合理设置消能部件后，结构
在地震作用下具有如下特点：
1）可同时减小结构的水平和竖向地震作用；
2）当结构具有足够的附加阻尼时，可满足罕遇地震下预期的结构位移控制； 3）由于消能装置不改变结构的基本构成，因此消能结构的抗震构造与普通结
构相比并没有降低，相反，由于消能器相当于在结构上增加了一道放线，其抗震
安全性有着明显地提高；
4）消能结构还不受结构类型和高度限制，适用范围较广。
3 消能减震技术应用现状
从20 世纪70年代建立减震控制的概念以来，消能减震技术连同隔震、被动
与主动控制等一系列技术都开始逐步有了理论研究和试验研究。20世纪80 年代，建造了第一幢采用某种控制技术的建筑物，并成功经受了地震的考验，把该技术
从理论分析研究实际应用于工程之中具有里程碑式的意义。此后，越来越多的工
程项目采用这项技术，而这项技术本身也在不断地被修正和完善，逐步走向成熟
阶段。相应的设计规范、技术规程、项目指导书等也得以推广。发展到现在，消
能减震技术已较为成熟，和常规的抗震设计方法相比[8]，采用消能减震技术的设
计方法能更好地保护主体结构，具有更明显的减震效果、广泛的适用范围和巨大
的经济效益[11]。