冰杰现代隔震减震技术在高层建筑中的应用.docx
《冰杰现代隔震减震技术在高层建筑中的应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冰杰现代隔震减震技术在高层建筑中的应用.docx(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、现代隔震技术在高层建筑中的应用摘要:对比传统的抗震技术,隔震技术能够在地震中更有效的保护建筑结构。隔震技术通过设置隔震层,延长建筑物的基本周期,降低建筑物的地震作用。本文从结构隔震的原理出发,介绍了隔震技术的适用范围以及隔震系统的组成和类型、隔震结构的设计要求,探讨了隔震技术下上部结构的地震作用,得出隔震结构的优点,得出隔震技术应在高层建筑中得到广泛的推广的结论。关键词:高层结构,隔震原理,地震作用,层叠橡胶支座 The Application of The Base-Isolation In High-Rise Buildings Zhang BingjieAbstract:The base
2、-isolation is more effective than traditional anti-seismic technology in protecting construct in an earthquake.The base-isolation can lengthen the fundamental period of the construct with isolation layer to reduce seismic action.This article introduces the scope of base-isolation application, the co
3、mponent and type of the base-isolation, the design requirements. These all base on the principle of the base-isolation. Reaching several advantages of base-isolation through the seismic action of the super-structure with base-isolation. At last, we can get a conclusion that the base-isolation should
4、 be popularized in high-rise buildings.Key words: high-rise buildings, base-isolation, seismic action, cascade rubber bearings.1 引 言地震是危及人民生命财产的突发势自然灾害, 全世界每年大约发生 500 万次地震, 大多数地震都需灵敏的仪器才能测量到, 而人能直接感知的也就约占 1%左右1。我国是地震多发国家, 地震区分布广阔而分散, 历次大地震给人民生命财产带来了巨大损失。我们国家的抗震设防目标是“小震不坏, 中震可修, 大震不倒” 。这就要求结构构件具有足够的承
5、载力和塑性变形能力。而传统的结构抗震理论和方法都是建立在提高结构和构件的抗震强度和变形能力的基础之上的。由于地震对结构物的作用力可能很大,往往需要依靠结构和构件的塑性变形来耗散地震输入结构的能量。而塑性变形对于结构来讲实际是一种损伤。传统的抗震设计方法一方面要利用结构的塑性变形能力或延性来减小地震作用,又要使结构不发生严重的损伤,其实质可以说是对相互矛盾的目标进行某种妥协。长期以来研究人员一直在追求一种既经济又可靠的抗震措施,同时还要使结构不受损伤或减小损伤,这就是本文要讨论的基础隔震技术。 2 隔震减震技术的发展过程与现状21基础隔震技术的早期阶段基础隔震概念最早是由日本学者河合浩藏于188
6、1年提出的,认为先在地基上纵横交错放置几层圆木,圆木上做混凝土基础,再在混凝土基础上盖房,以削弱地震传递的能量。1909年,美国的J.A.卡兰特伦茨提出了另外一种隔震方案,即在基础与上部建筑物之间铺一层滑石或云母,这样地震时建筑物会发生滑动,以达到隔离地震的目的。1921年,美国工程师FL莱特在设计日本东京帝国饭店时,有意用密集的短桩穿过表层硬土,直接插到软泥土层底部,利用软泥土层作为隔震层。1923年关东大地震发生,附近同类建筑毁坏严重,但这个建筑却保持完好。1924年,日本的鬼头健三郎提出了在建筑物的柱脚与基础之间插入轴承的隔震方案。1927年,日本的中村太郎论述了加装阻尼器吸能装置,在隔
7、震理论方面进行了有益的探索。 在这一阶段,虽然有了清晰的隔震概念和一定的隔震理论基础,但限于当时的水平与条件,基础隔震技术的应用未被很好地研究与开发。222基础隔震技术的现代阶段随着地震工程理论的逐步建立以及实际地震对结构工程的进一步考验,特别是近二三十年来,由于采用大量的强震记录仪对地震进行观测,使人们较快地积累了有关隔震及非隔震结构工作性能的定量化经验,从而对早期提出的一些隔震方法进行了淘汰与升华。其中叠层橡胶垫基础隔震体系被认为是隔震技术迈向实用化最卓有成效的体系。 1984年新西兰建造了世界上第一幢以铅芯叠层橡胶垫作为隔震元件的4层建筑物。1985年美国建成第一座4层的叠层橡胶垫隔震大
8、楼加州圣丁司法事务中心。1986年日本又建成一幢5层高的技术中心楼,采用铅芯橡胶垫。目前,世界上大约许多个国家在开展这方面的研究,这项技术已被应用在桥梁、建筑,甚至是核设施上。380年代以来,基础隔震研究开始在我国得到重视,国内不少学者对国际上流行的基础隔震体系进行了研究,取得了较大的进展,主要以摩擦滑移体系和橡胶隔震支座体系为主体进行了一系列的研究。 国内的研究重点当时集中在以砖混结构为主要应用对象的价格低廉的摩擦滑移隔震结构, 并在摩擦材料选择、分析方法探讨、参数优化、模型试验研究和试点工程方面取得了一系列成果。1980 年冶金部建筑科学研究总院刘李立发展了多层房屋滑移隔震机构的分析模型及
9、其非线形地震反应分析方法, 并用双质点体系计算了隔震体系的非线形反应谱。1987 年,国家地震工程力学研究所的杨玉成、高云学等采用模拟地震振动台输入地震动进行多层砖房模型的隔震试验, 证实了隔震效果和结构反应加速度沿结构高度分布规律。80 年代末到90 年代初期华中理工大学唐稼祥等在国家自然科学基金会的支持下, 对橡胶支座隔震元件和体系进行了系统的理论、试验、和应用研究, 并率先自主开发了橡胶支座产品。从1993 年开始, 橡胶支座隔震建筑开始在个别高烈度区试点。1993 年在华中理工大学唐稼祥等主持下在河南安阳用自主开发的铅芯橡胶支座建造了一座底框住宅楼。1994 年, 又在四川冕宁建成一座
10、八层框架隔震综合楼。同期, 在广州华南建设学院西院周福霖等主持下在汕头建成了一栋示范性八层框架工程。由云南大理建筑设计院刘榆生等和华南建设学院西院周福霖等主持,1994 年在大理市建成第二幢,并在1995 年10 月24 日云南武定地震(6.5 级)中经受考验。地震发生时, 传统抗震建筑激烈晃动, 内部的人站立不稳, 桌上物品跳动, 悬挂物摇摆, 人们惊慌失措, 而隔震建筑中的人却几乎没有震感, 震后才听说发生了地震。现在,在我国已建成的各类基础隔震体系的建筑物中,有叠层橡胶垫隔震体系、砂垫层滑移摩擦体系、石墨砂浆滑移体系、悬挂隔震结构体系等,其中绝大多数采用的是粘结型叠层橡胶垫隔震体系。现代
11、隔震技术经历了30年的历程,得到了广泛的应用,目前隔震技术的应用程度在日本等国家,已经成为建筑的主导。3 隔震减震技术的基本原理在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置(或系统)形成隔震层,把房屋结构与基础隔离开来,利用隔震装置来隔离或耗散地震能量,以避免或减少地震能量向上部结构传输,减少建筑物的地震反应,实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形,从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌,这种抗震方法称之为房屋基础隔震。4隔震系统一般由隔震器、阻尼器等构成,它具有竖向刚度大、水平刚度小,能提供较大阻尼的特点。基础隔震的原理可用建筑物的地震反应谱来说明,图1分别为普通建筑物的加速度反应谱与位移反应谱。从图
12、中可以看出,对建筑物地震反应有重要影响的主要因素有两个:一个是结构的周期,一个是阻尼特性。普通中低层钢筋混凝土或砌体结构建筑物的刚度大、 周期短,其基本周期正好与地震动的卓越周期相近,因此相应的加速度反应比地面运动的加速度放大若干倍,而位移反应却较小,如图中A 点所示。如果延长建筑物的周期,而保持阻尼不变,就可以避开地震动的卓越周期,使得结构的加速度反应大大降低,但位移反应却有所增加,如图中B 点所示。由于这种结构的反应以第一振型为主,而该振型不与其他振型耦联,整个上部结构像一个刚体,加速度沿结构高度接近均匀分布,上部结构自身的相对位移很小,如果继续加大结构的阻尼,加速度反应则继续减弱,且位移
13、反应也得到明显降低,如图中C 点。这就是说,通过延长结构的周期并给予较大的阻尼,就可使结构的加速度反应大大降低。同时,地震作用下结构产生的较大位移可由上部结构底部和基础顶部之间设置的隔震层来产生,而不由上部结构自身的相对位移来承担。这样,上部结构在地震过程中就会发生接近平移的运动,结构基本处于弹性工作状态,大大提高了上部结构的安全度。 图 1结构反应谱曲线4 隔震系统的组成与类型4.1隔震系统的组成隔震系统一般由隔震器、阻尼器、地基微震动与风反应控制装置等部分组成,如图2所示。在实际应用中,通常可以使几种功能由同一元件完成,以方便使用。隔震器一方面要在竖向承受建筑物的重量,另一方面在水平方向要
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 现代 减震 技术 高层建筑 中的 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。