韩建强，丁祖贤，张玉敏

(华北理工大学建筑工程学院，河北唐山 063210)

0 引 言

地震作为一种正常的自然现象，是不可避免和无法预料的。1976年中国唐山发生了7.8级地震，2008年发生了“5·12”四川汶川8级地震，2017年墨西哥海域发生8.2级强震并引发海啸，这些地震造成了大量房屋破坏和倒塌，人民生命和财产蒙受了巨大损失。因此，为了减小地震带给人们的损失，消能减震技术逐渐成为广大学者研究的热门课题。

1 消能减震原理

一般的传统抗震结构抗震设计的原则是允许结构中的次要构件产生一定的塑性变形，人为的在结构中设置薄弱层，利用结构本身的延性和塑性变形来消耗地震能量以满足抗震设防标准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。然而，这种“硬碰硬”的抗震方式缺乏自我调节能力，在不可预知的地震力作用下，很有可能不能满足抗震要求。

对于消能减震结构，其设计思想是：在结构的支撑、剪力墙连梁、连接缝等部位附加消能减震装置，与原结构形成一个新的系统，通过附加消能减震装置的摩擦、弯曲、剪切等变形先于主体结构耗散地震输入的能量，衰减了结构的地震反应，使得主体结构承受的地震作用明显减小，从而减轻结构的损伤程度，达到减震控制的目的。

以单自由度体系为例说明消能减震结构的力学原理。对于传统结构单自由度体系，动力学方程为

(1)

地震作用下结构能量平衡方程为

EK+ED+ES=EEQ

(2)

式中：EEQ为地震输入给系统的总能量；EK为系统的动能；……