地基预处理技术在饱和软土中的研究与应用(下).ppt
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1、图8 地震作用下模型加速度峰值反应图,4.模型结构层间位移反应 各种强度地震作用下,各层层间位移角如表3所示。 表3 7度地震X+Y向作用下层间位移角(1/),小结,通过模拟震动台试验获得的模型动力特性数据证明,在巨型钢框架结构中适当采用隔震措施,可以明显改善结构的抗震性能,提高结构的抗震安全性能,实现上部结构在地震作用下由传统抗震结构的“放大晃动型”转变为隔震结构的“整体平动型”,从激烈的、由下到上不断放大的晃动变为只作长周期的、缓慢的、整体水平平动,从有较大的空间变位转变为只有微小的层间变位,因而确保了上部结构在强震中仍处于弹性状态,达到既保护主体结构,又保护结构内部的装修、设备、仪器和展
2、项等不受损害的目的,确保建筑物和生命财产的安全。,二、隔震技术在广东科学中心E区的应用,隔震技术是通过在上部结构和基础之间设置水平柔性层,延长结构侧向振动的基本周期,从而减小水平地震地面运动对上部结构的作用。通过使用隔震技术,结构侧向振动基本周期一般可以延长到4.0s,从而远离地震动卓越周期,实现上部结构地震作用、横向剪力和相对边形大幅度减小的目的。,在国内,隔震减震技术已经逐渐在一些超高层建筑、公共建筑、地铁和大跨桥梁上安装使用。自1993年第一栋隔震建筑在广东省汕头市投入建设以来,迄今为止,我国已经建成460多栋隔震房屋,成为了仅次于日本的第二大隔震技术应用国家;国际上,尤其是日本,隔震减
3、振技术在土木工程中应用相对较多, 日本将建成世界最高的隔震建筑,层数达到42层。,在广东科学中心E区使用隔震技术,可以明显地改善结构的抗震性能和抗扭性能,提高结构的抗震安全性,减轻地震、台风和恐怖活动的振动等不良因素的影响。其具体应用情况有以下几个方面: (1)广东科学中心E区使用隔震技术,这在国际上首次实现了隔震技术在巨型钢结构中的应用。 (2)广东科学中心E区共使用橡胶垫124个,最大直径1.1米,这是国内目前使用的最大的橡胶隔震垫。,(3)使用隔震技术,可以确保广东科学中心E区结构在8度地震作用下结构的最大位移控制在8cm,9度地震作用下结构的最大位移控制在15cm范围内,实现将整体位移
4、控制在2030cm范围内的目的,不仅保证建筑结构在“小震、中震、大震”作用下不坏,而且能够有效保护广东科学中心E区室内重要设备仪器与展品等在地震作用下不受损坏。 (4)在工程造价方面,7度区应用隔震技术将会增加结构造价5,而在8度区应用隔震技术会降低结构造价5,9度区则会降低15。目前广州市区内的建筑是按7度区进行抗震设防的,而广东科学中心E区则是按8度及以上地区采取抗震措施的。,隔震技术应用简介,中国减震控制技术应用发展现状,1980 - 1993 - 2001 - 未来 第一阶段 第二阶段 第三阶段 隔震 试点 应用 规范应用(近450栋) (成熟) (多种装置) (橡胶支座) (橡胶支座
5、+其他) 消能 试点 应用 规范应用(近40栋) (成熟) (多种装置) (多种装置) (多种装置) 被动 试点 应用 应用(近10栋) (基本成熟) (加层,水箱TMD) (半)主动 研究 研究 研究 (未成熟),分析结果: 隔震效果-频率比 的 关系,传统结构 水平刚度大 频率比W/Wn =0.81.5 地震动放大系数 Ra Ra=2 3 隔震结构 水平刚度小(柔性支座) 频率比W/Wn = 36 地震动放大系数 Ra Ra= 1/21/6 隔震结构 / 传统结构: 理论:Ais/Afs=1/4 1/12 试验: Ais/Afs= 约 1/8.6,传统结构,隔震结构,隔震结构振动台试验,1
6、982 加拿大 UBC 1994 同济大学(基金),隔震结构振动台试验 Seismic Isolation-Shaking table tests,1996 华南建设学院(广州大学) 1997 广州大学 基底隔震 首层顶隔震,隔震结构振动台试验(总结) Seismic Isolation-Shaking table tests,地面 400 gal,隔震房顶 110 gal,不隔震房顶 880 gal,隔震结构 隔震机理 地震中表现,传统房屋 地震时 激烈晃动 房屋加速度放大 100% 250% 梁柱裂,内部装饰,设备破坏,隔震房屋 地震时 缓慢平动(长周期) 房屋加速度减少 100% 40%
7、 结构弹性(变形集中在柔软支座) 保护结构 和 内部装饰,设备 隔震/不隔震=1/6,隔震 支座,固定 基础,叠层橡胶隔震支座 Laminated Rubber Bearing (RB),隔震装置良好的力学性能和耐久性能,夹层橡胶支座性能和检验要求 (1)竖向承载力极限承载力(90 MPa) (2)竖向抗拉能力 拉断试验 Pt 2 Mpa (3)水平剪压力刚度,阻尼比测定- 剪压试验 (4)水平变位能力 大水平变位试验 (5) 相关性能试验:对水平刚度,阻尼比的影响 竖向承载力,水平变形大小,水平加荷频率,温度变化 (6) 耐久性试验 长期试验(要求 60年) 1.耐疲劳试验(150 )次 2
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