疊層橡膠隔震技術(shù)

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1、疊層橡膠隔震技術(shù)1、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)隔震體系的基本特性和減震機(jī)理結(jié)構(gòu)隔震體系是指在結(jié)構(gòu)物底部與基礎(chǔ)面(或底部柱頂)之間設(shè)置某種隔震裝置而形成的結(jié)構(gòu)體系。它包括上部結(jié)構(gòu)、隔震裝置和下部結(jié)構(gòu)三部分。為了達(dá)到明顯的減震效果，隔震裝置或隔震體系必須具備下述四項(xiàng)基本特性：①承載特性：各層裝置具有較大的豎向承載能力。在建筑結(jié)構(gòu)物使用狀況下，安全地支撐著上部結(jié)構(gòu)的所有重量和使用荷載，具備較大的豎向承載力安全系數(shù)，確保建筑結(jié)構(gòu)物在使用狀況下的絕對(duì)安全和滿足使用要求。②隔震特性：隔震裝置具有可變的水平剛度特性，在強(qiáng)風(fēng)或微小地震時(shí)（F≤F1），具有足夠的水平剛度K1，上部結(jié)構(gòu)水平位移極小

2、，不影響使用要求；在中強(qiáng)地震發(fā)生時(shí)，（F>F1），其水平剛度K2較小，上部結(jié)構(gòu)水平滑動(dòng)，使“剛性”的抗震結(jié)構(gòu)體系變?yōu)椤叭嵝浴钡母粽鸾Y(jié)構(gòu)體系，其自振周期大大延長(zhǎng)(例如Ts=2～4s)，遠(yuǎn)離上部結(jié)構(gòu)的自振周期(Ts=0.3～1．2s)和場(chǎng)地特征周期(Tg=0.2～1.0s)，從而把地面震動(dòng)有救地隔開，明顯地降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，可使上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)(或地震作用)降低為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)的1／4～1／12。并且，由于隔震裝置的水平剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上部結(jié)構(gòu)的層間水平剛度，所以，上部結(jié)構(gòu)在地震中的水平變形，從傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的“放大晃動(dòng)型”變?yōu)楦粽鸾Y(jié)構(gòu)的“整體平動(dòng)型’，從

3、激烈的、由下到上不斷放大的晃動(dòng)變?yōu)橹蛔鏖L(zhǎng)周期的、緩慢的、整體水平平動(dòng)．從有較大的層間變位變?yōu)橹挥泻芪⑿〉膶娱g變位，斟而上部結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震中仍處于彈性狀態(tài)。這樣，既能保護(hù)結(jié)構(gòu)本身．也能保護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裝飾、精密設(shè)備儀器等不遭任何損壞，確保建筑結(jié)構(gòu)物和生命財(cái)產(chǎn)在強(qiáng)地震中的安全。為了隔離豎向震(振)動(dòng)，對(duì)于隔震(振)體系，則要求隔震(振)裝置具有合適的豎向剛度，使隔震(振)體系的豎向自振周期遠(yuǎn)離上部結(jié)構(gòu)的自振周期及場(chǎng)地(或振源)的特征周期（或激振周期)從而明顯有效地隔開豎向震(振)動(dòng)，降低上部結(jié)構(gòu)的震(振)動(dòng)反應(yīng)。③復(fù)位特性：由于隔震裝置具有水平彈性恢復(fù)力，使隔震結(jié)構(gòu)體

4、系在地震中具有瞬時(shí)自動(dòng)“復(fù)位”功能。地震后，上部結(jié)構(gòu)回復(fù)至初始狀態(tài)，滿足正常使用要求。④阻尼消能特性：隔震裝置具有足夠的阻尼C，即隔震裝置的荷載F-位移u曲線的包絡(luò)面積較大，具有較大的消能能力。較大的阻尼C可使上部結(jié)構(gòu)的位移明顯減少。2、結(jié)構(gòu)隔震體系的優(yōu)越性及應(yīng)用范圍只要具備上述四項(xiàng)特性，隔震體系就具很明顯的減震能力。與傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系相比較，隔震體系具有下述優(yōu)越性：①顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)：從振動(dòng)臺(tái)地震模擬試驗(yàn)結(jié)果及已建造的隔震結(jié)構(gòu)在地震中的強(qiáng)震記錄得知，隔震體系的上部結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)固定)加速度反應(yīng)的1／11～1／12。這種減震效

5、果是一般傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)所望塵莫及的，從而能非常有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)物及內(nèi)部設(shè)備在強(qiáng)地震沖擊下免遭毀壞。②確保安全：在地面劇烈震動(dòng)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)，這既適用于一般民用建筑結(jié)構(gòu)．確保人們?cè)趶?qiáng)地震中的絕對(duì)安全，也適用于某些重要結(jié)構(gòu)物、生命線工程結(jié)構(gòu)物、內(nèi)部有重要設(shè)備的建筑物等，確保在強(qiáng)地震中正常使用。③降低房屋造價(jià)：由于隔震體系的上部結(jié)構(gòu)承受的地震作用大幅度降低，使上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的斷面、配筋減少，構(gòu)造及施工簡(jiǎn)單，大大節(jié)省造價(jià)。雖然隔震裝置需要增加造價(jià)(約5％)．但建筑總造價(jià)仍可降低。從汕頭、廣州、西昌等地建造的隔震房屋得知，多層隔震房屋比傳統(tǒng)多層抗

6、震房屋節(jié)省士建造價(jià)：7度區(qū)節(jié)省1％～3％；8度區(qū)節(jié)省5％～15％；9度區(qū)節(jié)省10%～20%，并且安全度人大提高。④抗震措施簡(jiǎn)單明了；抗震設(shè)計(jì)的對(duì)象從考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)物的復(fù)雜的不明確的抗震措施轉(zhuǎn)變?yōu)橹豢紤]隔震裝置，簡(jiǎn)單明了，設(shè)計(jì)施工大大簡(jiǎn)化。⑤震后無須修復(fù)：地震后．只對(duì)隔震裝置進(jìn)行必要的檢查，而無須考慮建筑結(jié)構(gòu)物本身的修復(fù)。地震后可很快恢復(fù)正常生活或生產(chǎn)，這帶來極明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。⑥上部結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)(平面，立面、體形、構(gòu)件等)限制較?。河捎谏喜拷Y(jié)構(gòu)地震作用已經(jīng)很小，使建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從過去很多嚴(yán)格的規(guī)定限制中解放出來，例如，可采用于超高砌體房屋、大開間靈活單元住

7、宅房屋、不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)物等。結(jié)構(gòu)隔震體系特別適用于下述工程應(yīng)用：①地震區(qū)二至三十層的民用建筑。例如住宅、辦公樓、教學(xué)樓、宿舍樓，劇院、旅館、大商場(chǎng)等。②地震區(qū)的生命線工程。例如醫(yī)院、急救中心、指揮中心、水廠、電廠、糧食加工廠、通信中心、交通樞紐、機(jī)場(chǎng)等。③地震區(qū)的重要建筑結(jié)構(gòu)物。例如，重要?dú)v史性建筑、博物館、重要紀(jì)念性建筑物、文物或檔案館、重要圖書資料館、法院、監(jiān)獄、危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、有核輻射裝置等。④內(nèi)部有重要設(shè)備儀器的建筑結(jié)構(gòu)物。例如，計(jì)算機(jī)中心、精密儀器中心、實(shí)驗(yàn)中心、檢測(cè)中心等。⑤橋梁、架空輸水架等重要結(jié)構(gòu)物。⑥放置重要?dú)v史文物、重要藝術(shù)珍品等的房屋或箱柜。

8、⑦重要設(shè)備、儀器、雷達(dá)站、天文臺(tái)等。⑧