Использование пластических свойств стали для поглощения энергии сейсмических воздействий позволяет без больших дополнительных затрат надежно защитить несущие конструкции зданий от разрушения Вышедшие из строя энергопоглотители легко заменяются после землетрясения новыми, что позволяет полностью восстановить первоначальную сейсмостойкость каркаса.

Наиболее простое конструктивное решение имеют упругопластические энергопоглотители, работающие на изгиб-сдвиг, которые устанавливаются в систему вертикальных связей по колоннам. Первые такие энергопоглотители были предложены Л. А. Бородиным в виде решетки из круглых стальных стержней и прямоугольной рамки.

Энергопоглотители бывают нескольких видов: стержневые, кольцевые, трубчатые, балочные, сдвиговые.

Рассмотрим кольцевой энергопоглотитель, как наиболее простой в изготовлении и хорошо работающий в пластической стадии на знакопеременные малоцикловые нагрузки.

Энергопоглотитель в виде кольца двутаврового сечения рекомендуется устанавливать в крестовых связях, работающих на растяжение и сжатие. Для повышения энергопоглощающей способности кольца его пояса делаются разного сечения, что обеспечивает одновременное развитие в них пластических деформаций, а стенка выполняется из гофрированной стали.

При большой длине раскосов крестовых связей целесообразно устанавливать бикольцевой энергопоглотитель, выполненный из отрезков круглых труб. Конструкция узловых креплений обеспечивает работу крестовых связей только на растяжение, что выгодно при большой их гибкости. Варьируя параметрами колец, можно обеспечить одновременную их работу в пластической стадии, а при необходимости — только одного из них.

Предполагается, что рама работает упруго, а включенные в связи энергопоглотители – в упругопластической стадии. По приближенным формулам определяют период основного тона колебаний рамно-связевой системы, далее находят горизонтальные сейсмические нагрузки. Приняв жесткость рамного элемента равной 0,2-0,3 от общей жесткости системы, вычисляют сейсмические нагрузки, воспринимаемые рамой и связями. Вертикальные нагрузки воспринимаются только рамой каркаса, расчет которой производится по обычной методике.

Разделение горизонтальных сейсмических нагрузок позволяет определить сечения элементов рамы, связей и энергопоглотителей, после чего легко находится фактическая жесткость всей системы и рамы.

Для рамных каркасов энергопоглотители удобно располагать в местах закрепления колонн к фундаменту. В зоне закрепления колонны к фундаменту у колонны устраивают консоли. Эффективность работы консолей будет значительно выше, если мы выполним ее сечение по эпюре моментов. В этом случае пластические деформации будут наблюдаться на большей длине консоли. А энергоемкость консоли можно повысить, если стенку ее сделать из гофрированного листа.