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文檔簡介

抗震(kàngzhèn)與消能減震控制技術

1精品資料目錄1.高層及復雜結構抗震技術2.高層及復雜結構隔震技術3.高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)消能減震技術4.展望2精品資料3結構傳統(tǒng)抗震設計(shèjì)設防目標設防目標--小震不壞(結構(jiégòu)不損壞)中震可修(結構(jiégòu)可損壞,可修復)(內部設備可能損壞)大震不倒(結構(jiégòu)破壞,但不倒塌)(內部設備可能已毀壞)現(xiàn)行規(guī)范,在設防烈度內(或稍超過),已證明能實現(xiàn)上述目標!但仍存在下述問題:精品資料4結構(jiégòu)傳統(tǒng)抗震設計存在問題(1)安全問題:“基本烈度”不確定性,突發(fā)超強大地震?難于控制結構破損程度,難保證不倒塌!(2)適應問題:只要求在設防(shèfáng)烈度內保護結構未保護生命線工程:內部設備,儀器(3)經濟問題:硬抗地震,斷面大,剛度大--地震作用大7度增加3-8%,8度增加10-25%,造價!9度增加20-40%(4)建筑復雜導致破壞:不規(guī)則平面---扭轉破壞不規(guī)則立面---層間剪切破壞精品資料傳統(tǒng)抗震(kàngzhèn)結構的震害后果1.超烈度地震時,嚴重破壞或倒塌2.設防烈度地震時,結構僅損壞,未倒塌但非結構構件或貴重裝修嚴重破壞,難以(nányǐ)修復3.設防烈度地震時,結構可無損壞但房屋內部設備,儀器或貴重物品掉落,破壞可能導致城市癱瘓,社會災難4..強風作用下,舒適度未能滿足要求5精品資料高層房屋破壞(pòhuài)智利大地震2010.2.27

烈度超預期M8.8死507人6精品資料7高層房屋中震破壞(pòhuài)512汶川地震

房屋受損,貌似完好,但很難修復主體結構破壞(pòhuài)輕微,但裝修嚴重破壞(pòhuài),修復難精品資料8

中小震房屋基本(jīběn)完好,

內部設備儀器摔倒,功能中斷512地震

1機場控制塔,供電系統(tǒng),調度中心地震中振動搖擺劇烈,儀表、控制設備損壞(sǔnhuài)2.震后機場關閉17小時,損失極大,后果嚴重.生命線系統(tǒng):醫(yī)院,機場,政府指揮中心,救災指揮中心,消防,電訊,電視大樓,交通樞紐,城市癱瘓,救災受阻,損慘重失精品資料95.21地震通信大樓建筑輕微(qīngwēi)損壞,

但設備掉落毀壞,通信中斷,救災指揮癱瘓精品資料10國內外大地震(dìzhèn)的經驗教訓1.目前地震預測及設防烈度存在不確定性。災難性大地震,多發(fā)生在低烈度區(qū)1976唐山大地震6度→11度,歷史上無大地震1995日本神戶屬“低烈度安全”區(qū),0.3g→0.6g(80年來相對平靜,千年未遇大地震)2.地震中直接(zhíjiē)傷亡,大多是房屋倒塌造成,要考慮提高我國抗震設防標準.3.現(xiàn)代建筑屋要求雙保護——結構和內部內部設施4.目前要求大面積提高抗震設防標準

精品資料11建造強地震中安全(ānquán)房屋的技術對策◎安全(實發(fā)強地震,不壞,不倒)◎適用(保護結構及非結構構件、裝修及設備儀器)◎經濟(不能太貴)新技術方法:結構減震控制(kòngzhì)

隔震消能減震調諧減震主動控制(kòngzhì)半主動混合控制(kòngzhì)精品資料2.隔震技術(jìshù)隔震和耗能減震是建筑結構減輕地震災害的新技術、新方法和新途徑。所謂隔震即立足于“隔”,利用專門的隔震元件,以集中發(fā)生在隔震層的較大位移為代價,阻隔地震能量(néngliàng)向上部結構的傳遞,使建筑物有更高的可靠性和安全性。精品資料傳統(tǒng)抗震方法的不足以及(yǐjí)隔震技術的發(fā)展傳統(tǒng)的建筑結構設計時雖然采取(cǎiqǔ)嚴格的設計,但在遇到超過設計所能抵抗的大地震時,仍不能保證建筑結構的安全。隔震設計是指在房屋底部設置由橡膠隔震支座和阻尼器等部件組成的隔震層,以延長整個結構體系的自振周期,增大阻尼,減少輸入上部結構的地震能量,達到預期的防震要求。隔震一般可使結構的水平地震加速度反應降低60%左右。精品資料傳統(tǒng)(chuántǒng)結構抗震和基礎隔震結構示意圖精品資料隔震技術(jìshù)的效果明顯有效地減輕結構的地震反應確保安全降低建筑物造價(zàojià)震后修復方便精品資料3.消能減震(jiǎnzhèn)技術16精品資料17我國減震阻尼(zǔní)裝置的應用1.金屬(jīnshǔ)阻尼器減震技術(成熟)2.油阻尼器減震技術(成熟)3.屈曲約束支撐(成熟)4.記憶合金減震技術(意大利,歷史文物加固)5.高層結構新型消能伸臂桁架減震技術(帶油阻尼器的伸臂桁架,ARUP)精品資料18油阻尼器支撐(zhīchēng)精品資料19油阻尼器應用(yìngyòng)

精品資料消能伸臂桁架(héngjià)模型消能伸臂桁架的典型(diǎnxíng)布置高層結構消能伸臂桁架減震技術(示意圖)

20阻尼器豎向布置阻尼器耗能精品資料0.6g時伸臂固定和伸臂端加阻尼器模型(móxíng)結構層間位移對比圖21消能伸臂桁架結構(jiégòu)試驗結果結構(jiégòu)層間位移精品資料消能伸臂桁架結構(jiégòu)的優(yōu)點和初步結論優(yōu)點(yōudiǎn):①既能抗風又可抗震;②通過增加結構的附加阻尼(6-10%),從而減小結構的側向動力響應;樓層加速度和位移減小20-40%③對比傳統(tǒng)消能結構,所需阻尼器數(shù)量少可大幅降低造價;④減震裝置質量輕,不占用空間,增加使用面積

是一種較經濟可行的結構形式

22精品資料234.展望(zhǎnwàng):隔震建筑的技術經濟特點隔震結構對比傳統(tǒng)抗震結構:1.大地震時安全:隔震結構地震反應降為1/4-1/10,(安全度提高4-10倍)超烈度(lièdù)大地震中成為安全島大震不壞2.雙保護對象,生命線工程:保護結構,也保護室內設備儀器,使用功能不中斷3.結構在大震時基本保持彈性:地震時結構基本保持彈性,保護非結構構件4.建筑設計自由:適用于規(guī)則結構,也適用于非規(guī)則結構平面不規(guī)則—學校,醫(yī)院,住宅等立面不規(guī)則—辦公大樓,指揮中心,機場,車站等5.耐久性好,使用壽命長于100年6.結構造價不高:5%,約150-200元/M2建筑面積精品資料24抗震,隔震減震(jiǎnzhèn)技術未來要求

①從國家層面大力推廣建筑隔震減震技術在地震高烈度地區(qū),特別是在學校、醫(yī)院等重要建筑工程中的應用;

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