由于歷史、使用、規(guī)范變更、區(qū)域抗震設(shè)防變化等原因，建筑需進(jìn)行抗震加固。在某些情況下，消能減震技術(shù)與傳統(tǒng)加固補(bǔ)強(qiáng)方案相比更具有優(yōu)勢(shì)，可以更好滿足建筑的加固改造需要。

/ 消能減震加固技術(shù) /

采用消能減震加固技術(shù)是在現(xiàn)有建筑中安裝適當(dāng)數(shù)量的消能器。

當(dāng)建筑遭遇地震作用時(shí)，消能器通過結(jié)構(gòu)變形消耗建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，將部分建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為熱能消散掉，大大減少建筑結(jié)構(gòu)本身的位移或變形，使原本不能滿足承載能力和變形能力抗震目標(biāo)的房屋達(dá)到預(yù)期的抗震目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)房屋的抗震加固目的。

消能減震加固前（左）后（右）示意圖

/ 消能器 /

消能器是消能減震加固中的關(guān)鍵裝置，它和相關(guān)的支撐或者連接構(gòu)件組成消能部件，安裝到現(xiàn)有建筑中，實(shí)現(xiàn)抗震加固的目的。

消能器通過內(nèi)部材料或構(gòu)件的摩擦、來回往復(fù)的變形（彈性、塑性或黏性）來耗散或吸收地震能量。包括位移相關(guān)型消能器、速度相關(guān)型消能器和復(fù)合型消能器。

/ 常見的消能減震裝置 /

1.金屬消能器

由各種不同特性金屬材料元件或構(gòu)件制成，利用金屬元件或構(gòu)件抵抗地震作用中發(fā)生彈塑性滯回變形耗散能量的減震裝置。

2.摩擦消能器

由鋼元件或構(gòu)件、摩擦片和預(yù)壓螺栓等組成，利用兩個(gè)或兩個(gè)以上元件或構(gòu)件間相對(duì)位移時(shí)產(chǎn)生摩擦做功而耗散能量的減震裝置。

3.屈曲約束支撐

由核心單元、外約束單元等組成，利用核心單元抵抗地震作用中發(fā)生拉、壓彈塑性滯回變形耗散能量的減震裝置。

屈曲約束支撐抗震加固

4.黏滯消能器

由缸體、活塞桿、活塞、黏滯材料等部分組成，利用活塞在黏滯介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生與活塞運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的阻尼力，耗散地震輸入結(jié)構(gòu)中能量的減震裝置。

5.黏彈性消能器

由黏彈性材料和約束鋼板或圓( 方形或矩形)鋼筒等組成，利用黏彈性材料間產(chǎn)生的剪切或拉壓滯回變形來耗散能量的減震裝置。

注：

消能減震技術(shù)在結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代末，還沒有超過現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定的建筑加固后續(xù)使用年限，消能器的實(shí)際使用年限還未得到驗(yàn)證，只能通過推算的方法預(yù)測(cè)消能器的使用年限。金屬類消能器由于金屬材料的穩(wěn)定性比較明確，只要做好防腐蝕處理，滿足加固后續(xù)使用年限是沒有問題的。黏滯消能器中采用了高分子材料，存在一定耐久性問題，主要是密封件的老化，目前多數(shù)生產(chǎn)廠家保證的使用年限是30 年。

某商場(chǎng)頂層影劇院改造

消能減震加固采用軟鋼消能器和摩擦消能器加固

/ 加固目標(biāo) /

消能減震加固和傳統(tǒng)加固一樣需要在抗震鑒定的基礎(chǔ)上開展。

設(shè)防目標(biāo)除了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本要求外，根據(jù)近年來房屋抗震設(shè)計(jì)更加精細(xì)化的發(fā)展趨勢(shì)，特別提出采用性能化設(shè)計(jì)，以滿足特殊建筑更優(yōu)化的加固方案要求和更高的抗震設(shè)防目標(biāo) ；

性能化設(shè)計(jì)使房屋加固從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，這種目標(biāo)可以是針對(duì)房屋承重結(jié)構(gòu)的，也可以是針對(duì)建筑內(nèi)重要設(shè)備或者非承重構(gòu)件的，從宏觀震害角度可以分為完好無損壞、輕微損壞、中等破壞（一般加固即恢復(fù)使用）和不嚴(yán)重破壞（經(jīng)過大修加固后可恢復(fù)使用）四個(gè)等級(jí)。

針對(duì)不同的預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)不同的加固方案，在充分的論證后選擇最佳加固方案。

消能減震加固施工前后變化

/ 消能部件維護(hù) /

為保證消能部件在地震作用下能正常發(fā)揮預(yù)定功能，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全，并為以后工程應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)修訂積累經(jīng)驗(yàn)，業(yè)主或房產(chǎn)管理部門應(yīng)在建筑結(jié)構(gòu)使用過程中進(jìn)行維護(hù)管理。

定期檢查是由物業(yè)部門對(duì)消能部件本身及其與建筑物連接的狀況進(jìn)行的正常檢查，其目的是力求盡早發(fā)現(xiàn)可能的異常以避免消能部件不能正常使用。

消能器達(dá)到使用年限后應(yīng)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，抽樣率不小于 3%，當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果不合格時(shí)，應(yīng)加大一倍數(shù)量進(jìn)行檢驗(yàn)，如檢驗(yàn)結(jié)果仍不合格時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)不合格的消能器進(jìn)行更換。

當(dāng)遭遇多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)變形較小，消能器位移也不大，通常不需要進(jìn)行特別關(guān)注，只需增加一次常規(guī)檢查即可。

當(dāng)遭遇設(shè)防地震和罕遇地震后，消能器會(huì)發(fā)生較大變形，檢查時(shí)應(yīng)對(duì)消能器、支撐和連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真檢查。罕遇地震后還應(yīng)對(duì)消能器進(jìn)行抽檢，檢驗(yàn)內(nèi)容由設(shè)計(jì)單位確定。

參考資料與圖片：《建筑消能減震加固技術(shù)介紹》薛彥濤，《國(guó)際減災(zāi)日 | 校安工程，提高學(xué)校災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治能力》——微信公眾號(hào)震知卓見。

來源：濟(jì)震微訊