隔震结构设计实例
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2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高,建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置,以隔离地震波对建筑结构的直接作用,从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能,能够在地震时吸收和分散地震能量,降低结构的振动幅度,保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置,以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动,减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽,利用沟槽的变形来吸收地震能量,从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时,需要考虑以下几个要点:首先,要合理选择隔震与减震装置的类型和参数,确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用;其次,要优化结构的动力特性,使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比,从而减少地震响应;最后,要加强结构的整体性和连续性,确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析,可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应,从而优化结构设计,提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估,可以确定结构的安全性能水平。
隔震结构工程设计1工程概况某商业办公楼,地上6层,首层5.1m,其余层高度皆为3.6m,总高24.6m,隔震支座设置于基础顶部。
上部结构为钢框架结构,楼盖为普通梁板体系,基础采用独立基础。
丙类建筑,设防烈度7度,设计基本加速度0.15g,场地类别Ⅱ类,地震分组第一组,不考虑近场影响。
表1.1 上部结构重量及侧移刚度层号重力荷载代表值(KN) 侧移刚度(KN/mm)1 7760 8152 7760 7963 7760 7964 7760 7965 7760 7966 5100 7962 初步设计2.1是否采用隔震方案(1)不隔震时,该建筑物的基本周期为0.45s,小于1.0s。
(2)该建筑物总高度为24.6m,层数6层,符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
(3)建筑场地为Ⅱ类场地,无液化。
(4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置隔震层设在基础顶部,橡胶隔震支座设置在受力较大的位置,其规格、数量和分布根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。
隔震层在罕遇地震下应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形。
隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下,不宜出现拉应力。
2.3隔震层上部重力设计上部总重力为如表1.1所示。
3 隔震支座的选型和布置确定目标水平向减震系数为0.50,进行上部结构的设计,并计算出每个支座上的轴向力。
根据抗震规范相应要求,丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa,由此确定每个支座的直径(隔震装置平面布置图如图1.1所示,即各柱底部分别安置橡胶支座)。
图1.1 隔震支座布置图3.1确定轴向力竖向地震作用 G F v evk α==19261kN柱底轴力设计 kN N 84679竖向地震作用3.1活载)5.0恒载(2.1=⨯+⨯+⨯= 中柱柱底轴力 kN N 2057.92中= 边柱柱底轴力 kN N 1884.86边= 3.2确定隔震支座类型及数目中柱支座:LRB600型,竖向承载力2673KN ,共20个。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用1. 引言1.1 研究背景建筑结构隔震技术是一种应对地震灾害的重要手段,其研究和应用对于保护建筑物、减少地震灾害带来的损失具有重要意义。
随着城市化进程的加快和人口密集度的增加,建筑物地震安全性的需求日益凸显。
地震是一种破坏性强、不可控制的自然灾害,对建筑物的破坏往往给人们的生命财产带来极大威胁。
研究建筑结构隔震技术,寻求有效的地震减灾途径,对于提高建筑物地震抗震性能具有重要意义。
隔震技术的研究与应用不仅可以提高建筑物的地震抗震性能,减少地震对建筑物的损害,还可以减少灾害事故的发生,降低经济损失,保障人们的生命财产安全。
建筑结构隔震技术的研究背景正是基于以上考虑,旨在提高建筑物的地震安全性能,降低地震灾害给人们带来的损失。
1.2 研究意义建筑结构隔震技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高建筑结构的抗震性能。
隔震技术可以有效减少地震对建筑物的破坏程度,减轻地震灾害造成的人员伤亡和财产损失,提高建筑物的抗震性能。
2. 保护建筑物的结构安全性。
隔震技术可以减少地震对建筑结构的影响,延长建筑物的使用寿命,保护建筑物的结构安全性,降低维护和修复成本。
3. 促进建筑行业的科技进步。
隔震技术是建筑结构抗震设计领域的新技术,推动了建筑行业的科技进步和创新,促进了建筑结构设计和施工技术的发展。
4. 提升建筑设计水平和工程质量。
通过研究和应用隔震技术,可以提升建筑设计师和工程师的技术水平,提高建筑工程的质量和安全性,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入了解建筑结构隔震技术的原理和应用,探讨其在地震等自然灾害中的作用和效果。
通过对隔震技术的分类和优劣进行分析,总结其优势和局限性,为建筑领域的工程师和设计师提供更好的指导和参考。
通过研究建筑结构隔震技术的发展前景和未来研究方向,寻找改进和创新的途径,推动建筑结构的抗震能力和安全性不断提升,为保护人们的生命和财产安全做出贡献。
实例分析摩擦摆减隔震支座施工技术1、工程概述京津塘高速公路北部新区段高架工程位于天津市北辰区,工程抗震设防烈度7度;地震动峰值加速度系数A=0.15,所属设计地震分组为第二组,在现浇箱梁大跨度墩柱处(跨度大于50米)采用了摩擦摆减隔震支座,墩柱为单墩,每个墩柱上2个摩擦摆支座。
本工程现浇段无下垫石,标高由上垫石找齐。
采用的摩擦摆具体有:摩擦摆QZ-15000-DX:4块摩擦摆QZ-15000-GD:2块摩擦摆QZ-15000-SX:2块。
2、施工准备2.1、开工前,组织技术人员及施工人员熟悉和弄清有关技术问题、熟悉有关规范和技术标准。
2.2、灌浆料采用北京海岩兴业的成品料。
2.3、在安装开始前应先复核测量基准。
在墩顶或盖梁顶放出桥梁纵横中心轴线和高程,往后安装支座时,即以此为基准校核支座的平面位置和标高。
2.4、复核测量的结果应报监理工程师进行复核,无误后才可进入下一步工序。
2.5、施工前必须对支座的类型、几何尺寸等要素加以确认,是否满足施工要求。
2.6、施工前应确认各预埋件的相关尺寸、直径及深度是否符合施工要求。
摩擦摆减隔震立面图3、施工方案3.1.安装准备3.1.1本工程无下垫石,支座安装前,需对墩顶支座底面清理干净,保持支座底面平整。
3.1.2为保证下支座板和墩顶的密贴,施工时墩顶顶面可适当预留调平层厚度,墩顶顶面与下支座板结合面四角高差不超过2mm。
墩台顶面按锚固螺栓的规格、数量预留锚栓孔。
预留锚栓孔的直径为15cm,深度为46cm;预留锚栓孔中心位置偏差不应超过10mm。
孔距(顺桥向×横桥向)为1028×1028 mm3.1.3支座顶面在安装时应保持水平,本工程由上垫石调整标高,桥梁纵坡对支座顶面水平没有影响3.1.4球型支座采用预埋锚固(套筒)与锚固螺栓的连接方式,在墩台顶面需按锚固套筒规格、数量预留锚栓孔。
预留锚栓孔的直径和深度应大于套筒直径。
3.1.5支座出厂时是由生产企业总装后整体发运的,支座运达施工现场后,应开箱检查支座各部件及装箱单,检查零、部件有无丢失、损坏。
52建筑设计 Arc tect ra Des高层建筑结构隔震减震设计及措施的应用探究文/刘磊 福建超平建筑设计有限公司安徽分公司 安徽合肥 230000【摘要】本文以高层建筑结构设计作为研究主体,针对隔震支座性能与设计方法进行改进,并且对于多遇地震、中震两种地震工况的内力取值进行计算分析。
在此基础上,针对地基、基础结构悬挂等具体隔震措施进行分析,围绕新建建筑设施、已建成建筑物两类项目进行减震技术措施的应用,致力于从设计环节增强高层建筑结构的稳定性,更好地发挥抗震减灾作用。
【关键词】高层建筑;隔震支座;减震技术【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.16.026据中国建筑业协会统计,截至2020年6月底全国建筑业总产值约为98875.73亿元,建筑业实现增加值28535亿元,在国内生产总值中占比6.25%。
伴随建筑行业发展,高层建筑、超高层建筑项目数量持续增多,对于建筑结构的抗震性能设计提出更加严格的要求,因此需基于隔震减震设计理念进行建筑结构的合理设计,防止在地震发生时产生建筑坍塌等事故,延长建筑使用寿命。
1、隔震结构设计及其实际应用效果1.1工程实例分析1.1.1工程概况以某高端住宅小区项目为例,该项目总建筑面积超过13万㎡,包含20栋单体建筑,建筑地上部分共11层、层高3m,地下部分一层、层高3.7m,采用现浇混凝土剪力墙结构,高宽比小于4。
建筑设计使用年限为50年,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为6度(0.05g)场地类别为Ⅲ类,结构特征周期为0.65s,在多遇地震、设防地震、罕遇地震下的加速度时程最大值分别为18cm/s 2、50cm/s 2和125cm/s 2。
结合建筑结构特征,基本风压为0.4kN/㎡,风荷载标准值在X、Y 向产生的水平力为660.4kN 和1026.1kN,同比结构总重力低10%。
1.1.2隔震设计基于《建筑抗震设计规范》进行建筑结构分析,选取建筑首层与地下一层中间部位进行隔震层的设置,选用叠层橡胶支座沿剪力墙布设,保证隔震支座中心与墙体形心位于同一垂直线上。
减隔震一体化智能抗震抗风建筑结构体系的技术分析与应用探讨德新市红旗区德新防震技术服务有限公司[摘要]在隔震技术的基础上,隔震建筑上部设置弹性位移阻尼装置(缓冲橡胶复合垫)。
在隔震建筑的上支撑体与下支撑体中心位置提前设置上下贯通的管道与支座部(运动剪切阻尼板)中心空洞对接。
管道的下端口在下支撑体侧部的适当部位弯出。
管道的上端口在上支撑体的顶部窜出,也可在上支撑体侧部的适当部位弯出。
用钢索窜过建筑物上部设置的弹性位移阻尼装置的中心空洞,上支撑体的中心空洞,支座部的中心空洞,下支撑体的中心空洞,最后在下支撑体的侧部窜出。
钢索的顶端与弹性位移阻尼装置顶端面的钢板固结,钢索的下端与下支撑体侧部的钢板固结。
特殊情况时,弹性位移阻尼装置可上下颠倒使用。
这样子,经过安装与调试,就形成了‘减隔震一体化智能抗震抗风建筑结构体系’。
我们共铸节能防震绿色建筑,希望得到您的支持,若有不妥之处请批评指导。
[引言]目前,隔震技术是抵御地震的有效手段。
但高层与超高层建筑的应用受到了限制,抗风抗倾能力受到了制约,铅污染等问题得不得根本改善。
我国是世界上多发地震的之一。
地震发生时,给人类带来最大危害的就是建筑物,给经济建设造成巨大损失的也是建筑物。
近年来,地震由于破坏性大又难以及时预报,成为主要自然灾害之一。
当前世界各国把建筑物防震研究作为一项重大课题。
减隔震一体化智能抗震抗风技术的诞生,避免了地震飓风灾害造成人民群众的重大人员伤亡与财产损失。
也对我国有限的自然资源与生态环境的保护,起到了举足轻重的实际意义,促进了我国经济建设与防震减灾及节能环保事业的同步发展。
[关键词]减隔震一体化智能抗震抗风抗倾1.[静止状态时的结构示意]如下图(1)所示图:左图片为抗震建筑结构在静止时的结构示意右图片为减隔震一体化智能抗震抗风建筑结构体系在静止时的结构示意下图片(2)为局部放大建筑物智能减震隔震装置防震工作原理新乡市虹旅国聽新防廉技术冇限公司OR■筈锂仝妁-减隔直一体化智能抗震结构体系建筑物智能减震隔靈装置防靈工作原理新乡市红挣区德新防穩枝术有眼公司建筑物智能减震隔震装置防震工作原理新多市虹旅储德新防禅技术有眼公司堆;Oil玄査盘垫2.[运动状态时的结构示意如下图(3)所示图:左侧的的结构示意、右侧的图片为减隔震的结构示意g |图(4)为局部放大■减隔靈一体化智能抗震结构体系建筑物智能减震隔震装置防震工作原理新乡市虹翔国健新防需技术有眼公司"Ft*厘贏&爭臧隔靈一体化智能抗屣结构体系(3)建筑物智能減產隔屋装葺防展工彳乍原王里耕多也红能區谊新躬理技*有蟻伫司減隔感一体化智能抗靈缔构体系3.[试验效果]下图(a ) (b )为静止时的状态。
城市自来水厂减低噪音与隔震实例。
近年来,城市自来水厂在环境保护和居民生活质量提升的背景下,不断寻求减低噪音与隔震的方法和实例。
下面我们将介绍一些常见的方法和实例。
1.建筑隔音设计自来水厂常见的噪音源包括水泵、水管、设备振动等。
在建筑设计阶段,可以通过增加隔音材料、减少噪音传播路径、合理设置空间布局等方式来减少噪音的传播。
例如,在建筑外墙、屋顶、地面等位置使用隔音材料如吸音板、隔音砖等,可以有效地减少噪音传播。
同时,在设计水泵房、设备室等区域时,合理设置噪音隔离区域,使用隔音门窗、隔音墙体等措施,也可以有效降低噪音。
2.调整设备运行方式自来水厂的设备运行通常会产生噪音,例如水泵的振动、水管的水声等。
可以通过调整设备的运行方式,减少噪音的产生。
例如,选用低噪音的水泵、增加缓冲装置等,可以降低水泵的振动和噪音。
同时,优化水管的布局,减少水流冲击产生的噪音。
3.加装隔振设备在自来水厂中,如果设备振动严重,也可以考虑加装隔振设备。
隔振设备可以有效减少设备振动传递到建筑结构中的噪音。
常见的隔振设备包括弹簧隔振器、橡胶隔振垫等,通过安装在设备和地面之间,可以有效隔离振动,降低噪音。
4.噪音监测与控制为了保证自来水厂的噪音处于合理的范围内,需要进行噪音监测和控制。
可以通过布设噪音监测点,定期测量噪音水平,检查是否超过相关标准。
当噪音超过限制时,可以采取相应的措施进行控制。
例如,对超出限制的设备进行维修、更换,或者加装隔音设备等。
5.社会参与与管理噪音与隔震问题不仅仅是自来水厂内部的问题,也涉及到周边居民和社会的参与。
自来水厂可以与居民和相关部门开展沟通与协商,了解社会的意见和需求,并在设计和改造中充分考虑居民的利益和声音。
同时,自来水厂也可以加强对噪音隔震方面的管理和监督,建立完善的管理制度和相关技术标准,确保噪音与隔震问题得到有效控制。
综上所述,城市自来水厂减低噪音与隔震的方法和实例包括建筑隔音设计、调整设备运行方式、加装隔振设备、噪音监测与控制以及社会参与与管理。
隔震建筑的经济性分析隔震结构与传统抗震结构的经济型比较可分为两部分:一部分是直接建设费用,一部分是减小损失的费用,以下分别对这两部分费用加以分析。
一、直接建设费用不计建筑震后修复、重建以及生命财产的损失所造成的费用,隔震建筑的工程建设费用与传统抗震结构相比,增减情况大体如下:1、减少部分由于隔震结构地震作用的减小,上部结构构件截面及配筋可相应减小,甚至结构型式及方案也可进行调整,如上部结构可由框剪改为框架结构,砌体结构可以增加层数或高度,与传统的抗震措施相比,隔震结构的上部钢筋混凝土工程造价一般可降低20%左右。
非结构构件和装修得锚固连接构造可以简化。
2、增加部分隔震器和阻尼器的费用。
总的来说,隔震器和阻尼器的费用依赖于隔震器和阻尼器布置的效率,每个隔震器或阻尼器承担的荷载越大,效率越高。
国产隔震器及阻尼器的造价如下:按建筑面积估算,上部结构为钢结构混凝土框架时,铅芯叠层橡胶支座价格为50~100元/m2。
二、减小损失的费用在地震作用下,隔震结构的上部结构的层间侧移减小,使上部构件在地震作用下进入塑性的程度要小,此外,一些非结构构件或设备也可以减小破坏,因此,隔震比不隔震在地震中产生的损失及震后修复的费用要小。
三、建筑隔震的经济性分析实例因减小损失的费用不好具体估算,主要比较分析直接建设费用。
实例一:4层钢筋混凝土教学楼从表中我们可以看出,除少数建筑因功能需要、设防烈度等原因,采用隔震措施后,造价略微提高,大部分建筑采用隔震后造价降低比较明显。
采用隔震措施后,框架结构减少造价约3.5%~14%。
实例三:四川省都江堰市都江明珠1号商业楼该项目地下一层,地上四层,局部五层,总建筑面积43537m2,其中地下建筑面积8900m2,地上建筑面积34637m2,建筑平面尺寸117.2m×76.4m,标准柱网尺寸8.4×8.4,房屋总高度20.55米。
抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度值为0.2g,场地类别为II类。
西藏隔震减震设计标准摘要:1.引言:介绍西藏隔震减震设计标准的重要性2.西藏的地理环境与地震活动情况3.隔震减震设计的原理与方法4.西藏隔震减震设计标准的主要内容5.隔震减震设计在西藏建筑中的应用实例6.结论:西藏隔震减震设计标准的意义和未来发展正文:【引言】西藏自治区位于我国西南边陲,地处欧亚板块与印度板块的交界地带,地震活动频繁。
因此,为了确保人民生命财产安全,提高建筑抗震能力,西藏隔震减震设计标准应运而生。
本文将对这一标准进行详细解析,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
【西藏的地理环境与地震活动情况】西藏自治区位于青藏高原的西南部,地势高峻,地形复杂。
由于地处欧亚板块与印度板块的交界地带,地壳运动剧烈,地震活动频繁。
据统计,西藏自治区每年都会发生数以千计的地震,其中不乏破坏性强、影响范围广的大地震。
因此,地震灾害成为威胁西藏人民生命财产安全的重要因素。
【隔震减震设计的原理与方法】隔震减震设计是一种通过在建筑结构中设置特殊装置,以减小地震对建筑的影响的设计方法。
其原理是在地震发生时,通过装置的变形和能量消散,降低地震波对建筑结构的冲击,从而达到减小地震破坏的目的。
目前,隔震减震设计主要包括摩擦隔震、粘滞阻尼器、铅锌摆减震等方法。
【西藏隔震减震设计标准的主要内容】西藏隔震减震设计标准主要参考了国家相关标准,并结合西藏地区的实际情况制定。
主要内容包括以下几个方面:1.隔震减震设计的选型:根据建筑的功能、结构形式、地震活动情况等因素,选择合适的隔震减震设计方法。
2.隔震减震装置的参数设计:根据地震波的特性、建筑结构的动力特性等因素,确定隔震减震装置的参数,以实现最佳的减震效果。
3.隔震减震装置的施工安装与验收:对隔震减震装置的施工安装过程进行规范,确保装置的质量与性能。
4.隔震减震设计在不同建筑类型的应用:针对西藏地区的不同建筑类型,提出相应的隔震减震设计要求和措施。
【隔震减震设计在西藏建筑中的应用实例】西藏自治区近年来在隔震减震设计方面取得了显著成果,一些重要的公共建筑、住宅建筑等都采用了隔震减震设计。
基于工程实例的隔震结构设计
发表时间:2019-09-10T16:01:26.047Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年10期作者:郭冲
[导读] 本文基于工程实例,对1栋三层规则的框架结构进行抗震试验分析,希望通过隔震设计可以极大的减小结构在地震作用下的反应,更好的保证人类生命、财产的安全。
河南中核五院研究设计有限公司河南郑州 450000
摘要:本文基于工程实例,对1栋三层规则的框架结构进行抗震试验分析,希望通过隔震设计可以极大的减小结构在地震作用下的反应,更好的保证人类生命、财产的安全。
关键词:隔震设计;建筑;结构;抗震
2.2 结论分析
首先从传感器上采集到的信号分析未加隔振装置的结构的地震反应和隔振体系的地震反应,然后将结构的地震反应进行对比。
隔震体系和非隔震体系的地震反应对比如图4
对比隔振结构和传统结构的位移反应,可以发现:隔振结构的位移比传统结构的要大,但没有超过隔振垫的允许水平位移,符合隔振体系的隔振效果分析。
但隔震结构的层间位移却比传统结构的小得多。
为了得到较好的隔振效果,必须选用参数合适的隔振垫。
3 结语
在我国地震高发地带,隔震技术在建筑结构中也被广泛应用,隔震结构在地震中的良好表现,使人们对结构隔震技术充满了信心,并为隔震技术提供了强有力的支持,同时也进一步证明了隔震技术的优越性。
参考文献
[1] 郭锐,程爱军.浅议建筑结构振动控制[A].建筑科学,2008,27.
[2] 张苇. 山西太原某高层建筑隔震设计[J].山西建筑. 2011(04)。
隔震的技术原理及应用论文隔震技术是一种用于减轻结构受到地震、风载或其它外力作用时的振动响应的方法。
其基本原理是通过在结构与地基之间插入隔离层,降低结构对地震能量的传递从而减少结构振动。
本文将介绍隔震技术的基本原理以及其在工程实践中的应用。
隔震技术的基本原理是通过在建筑结构与地基之间加入隔震装置,将结构与地震波之间的耦合降低到最低,从而减小结构的地震响应。
隔震装置通常采用弹簧和减震器等材料制成,可以吸收和消散地震波的能量。
当地震波传导到结构上时,隔震装置能够与地震波一起振动,消耗掉地震波的能量,减少了结构的振动。
隔震技术在工程实践中有着广泛的应用。
首先,隔震技术被广泛应用于大型公共建筑,如体育馆、博物馆等。
这些建筑通常需要承受大量人员聚集和活动带来的动力荷载,隔震技术可以有效降低建筑的振动,提高建筑的稳定性和安全性。
其次,隔震技术也被应用于桥梁工程中。
大型桥梁往往承受着车流和风载等动力荷载,隔震技术能够有效减小桥梁的振动,提高桥梁的稳定性和使用寿命。
此外,隔震技术还可以应用于核电站、石化厂和地铁等特殊工程,减少地震或外力对这些建筑的影响。
一篇相关的论文是《隔震结构的设计原理和方法研究》,该论文阐述了隔震结构的设计原则和方法。
首先,该论文介绍了隔震技术的基本原理和分类方法。
然后,论文对隔震结构的设计原则进行了详细阐述,包括隔震层的选择、隔震装置的设计和材料的选择等。
此外,论文还介绍了隔震结构设计中需要考虑的各种因素,如地震波的输入、结构的动力特性和隔震层的性能等。
最后,论文通过实例分析了几种典型的隔震结构,并对其性能进行了评估和比较。
综上所述,隔震技术通过在建筑结构与地基之间插入隔离层,降低结构对地震能量的传递,从而减少结构振动。
隔震技术在大型公共建筑、桥梁工程和特殊工程中有着广泛的应用。
《隔震结构的设计原理和方法研究》是一篇研究隔震技术的论文,详细介绍了隔震结构的设计原则和方法,以及几种典型隔震结构的性能评估和比较。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用建筑结构隔震技术是一种在建筑结构中运用各种装置,以缓冲地震引起的建筑振动并保障建筑物安全的技术。
该技术在国内外得到了广泛的研究和应用,已成为地震防灾的重要技术手段之一。
本文将从技术原理、研究进展和应用实例三个方面对建筑结构隔震技术进行分析。
一、技术原理建筑结构隔震技术的基本原理是隔震层将地震引起的水平振动分离,使上部结构不与地面有直接的连接,从而减小上部结构的震动幅度,保障建筑物的安全。
隔震层的隔震原理可以采用多种方式实现,如弹簧减震、脆性材料减震、液体隔震、牢固几何隔震等。
弹簧减震的原理是利用弹簧的弹性变形作用消耗地震能量,减小上部结构的振动。
脆性材料减震是通过将易于破碎的材料放置在隔震层中,地震时,脆性材料会破裂和摩擦,起到减震效果。
液体隔震的原理是将液体封入屏障内,在地震时,液压作用减缓隔震层的振动,达到减震目的。
牢固几何隔震则是利用沉床、弹簧、支撑等固定装置,控制上部结构的位移和加速度,消耗地震能量,达到减震效果。
二、研究进展建筑结构隔震技术的研究在国外已有一定的历史和成果。
1971年,美国在新墨西哥州马加敦机场标准化了弹簧隔震系统。
1985年,日本首次成功应用液体减震技术于东大阪体育馆和名古屋生活文化中心。
此后,随着研究深入,国外已经有了一系列应用成果,如加州罗斯肯莱斯特大学的地震工程中心、日本东京塔、台湾台北101大楼等。
国内的建筑结构隔震技术研究起步比较晚,但也有一些重大的研究进展。
20世纪80年代中期,中国石油天然气总公司推出了油井钻机隔震技术,并在全国范围内推广应用。
2008年,我国首个隔震结构大楼——中国建筑西南设计研究院自主研发的“中国建筑工程物流中心”建成,并取得了非常好的隔震效果。
三、应用实例隔震技术在建筑工程中已经得到广泛应用并取得了很好的效果。
在国内,应用隔震技术的典型实例有:位于四川南充的中石化建筑设施综合体、北京奥运会主体育场——鸟巢、上海银行大厦、广州V8国际商业中心、成都新世纪环球中心等。
一、减隔震技术概述减隔震技术是一种有效的地震防护技术,通过在建筑物中设置减隔震装置,吸收和分散地震能量,从而减小地震对建筑物的破坏。
减隔震技术广泛应用于各类建筑,尤其在高烈度地震区,具有重要的应用价值。
二、建筑减隔震结构设计建筑减隔震结构设计是实现减隔震目标的关键环节。
设计时需综合考虑建筑物的结构形式、使用功能、地理位置等因素,合理选择减隔震装置的类型和布置方式。
常用的减隔震装置包括橡胶隔震支座、阻尼器等,通过优化组合,实现最佳的减隔震效果。
三、减隔震技术的实施步骤实施减隔震技术主要包括以下步骤:确定建筑物的地震设防标准和使用功能;对建筑物进行详细的结构分析,确定合理的减隔震设计方案;选择合适的减隔震装置,并进行详细的结构分析和设计;对减隔震装置进行制作和安装;对施工过程进行质量监控和验收,确保减隔震装置的安装质量。
四、减隔震技术在建筑中的应用实例减隔震技术在建筑中已经得到了广泛应用,许多成功的案例已经得到了实践验证。
例如,某高层建筑采用橡胶隔震支座进行减隔震设计,成功抵御了多次地震的考验,证明了减隔震技术的有效性。
五、减隔震技术的优缺点分析减隔震技术的优点主要包括:可以有效减小地震对建筑物的破坏,提高建筑物的地震安全性;可以延长建筑物的使用寿命;可以降低地震造成的经济损失。
但是,减隔震技术也存在一些缺点:如会增加建筑物的造价;会对一些传统建筑造成影响等。
因此,在实际应用中需要根据具体情况进行综合考虑。
六、未来发展方向与挑战随着科技的不断发展,减隔震技术也在不断进步和完善。
未来发展方向主要包括:深入研究减隔震机理,提高减隔震装置的性能和可靠性;推广减隔震技术在更多领域的广泛应用;加强减隔震技术的宣传和培训,提高人们的认识和应用水平。
同时,也需要关注面临的挑战,如加强技术研发和创新、完善相关法规和标准等。
只有不断推进科技进步和发展,才能更好地保护人们的生命财产安全。
隔震技术的应用实例隔震技术是一种重要的结构控制技术,通过减震、隔离等方式来降低地震、风荷载等外部力对建筑物的影响,保护建筑物的安全和稳定。
隔震技术在工程实践中已得到广泛应用,下面将介绍几个隔震技术应用的实例。
1. 日本东京塔日本东京塔是一座高333米的钢筋混凝土结构的塔楼,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在塔楼的基础和顶部之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够吸收和减轻地震引起的冲击力,保护塔楼的结构完整性和稳定性。
通过隔震技术的应用,东京塔在地震中表现出了较好的抗震能力,为当地居民提供了安全的观光和通信服务。
2. 台湾101大楼台湾101大楼是世界上最高的独立结构建筑,其采用了多种隔震技术进行抗震设计。
大楼的地基设置了隔震支座,能够减轻地震带来的水平冲击力。
此外,大楼的中央核心筒也采用了减震装置,能够吸收地震引起的振动能量。
通过这些隔震技术的应用,台湾101大楼在地震中能够保持相对稳定的状态,为大楼内部的租户和游客提供了安全的工作和观光环境。
3. 横滨希尔顿酒店横滨希尔顿酒店是一座高层建筑,其地下室和上部结构之间采用了隔震技术进行抗震设计。
地下室设置了一组隔震支座,上部结构则通过连接装置与地下室隔震支座相连。
当地震发生时,隔震支座能够分散和吸收地震的能量,减轻地震对建筑物的影响。
通过隔震技术的应用,横滨希尔顿酒店在地震中能够保持相对稳定的状态,为酒店的客人提供了安全的住宿环境。
4. 某地铁隧道某地铁隧道是一项重要的交通工程,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在隧道的基础和顶部之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够分散和吸收地震引起的冲击力,保护隧道的结构完整性和稳定性。
通过隔震技术的应用,某地铁隧道在地震中能够保持相对稳定的状态,为乘客提供了安全、快捷的出行环境。
5. 某大型桥梁某大型桥梁是一座重要的交通工程,其采用了隔震技术进行抗震设计。
在桥梁的桥墩和桥面之间设置了一组隔震装置,当地震发生时,这些装置能够吸收和减轻地震引起的冲击力,保护桥梁的结构完整性和稳定性。
层间隔震建筑结构设计方法与应用【摘要】地震灾害给人类带来的损失是极其残酷的,所以如今的建筑物的抗震性能就应该有所提高。
针对不用的建筑物应该使用不同的抗震技术,尽可能达到抗震效果的最大化。
本文将从层间隔震结构模型、层间隔震结构设计计算方法和动力特性、层间隔震结构体系简化估算设计方法以及应用几个方面进行简要分析和探讨。
【关键词】层间隔震,结构设计,隔震设计,应用中图分类号: tu318 文献标识码: a 文章编号:一、前言二十世纪以来,建筑物结构的抗震设计的研究已经成为了重点。
随着建筑结构应用的范围扩张,设计理念和方法也逐渐的成熟,在很多次大地震后的数据表明,传统方式的抗震设计还存在很多不妥善的地方,在这样的背景下,抗震工程师就要对抗震设计方法寻求新型设计理念。
此时,层间隔震结构设计方式就应运而生了。
层间隔震建筑结构方式一般都用于旧房改造,因为从施工的角度来说比较简单容易操作。
但是这种隔震方式效果不是特别明显,一般是在十分之一到十分之三的范围内,这主要是由于层间隔震的实际作用无法参与到建筑物的整体结构当中去,因此达到的效果不是特别显著。
层间隔震方法主要依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者减弱地震的能量,来减少地震对建筑物的损害。
二、层间隔震结构的原理以及简化分析模型1.层间隔震结构的原理层间隔震结构是在上部某两结构层间设置隔震层,以隔离地震动的水平成份向隔震层上部结构的传递,减小结构所受的地震作用,并通过隔震层上部结构对下部结构的耦合作用,减小隔震层下部结构的地震反应,从而降低整体结构的震害。
层间隔震结构的工作机理与基础隔震结构和tmd系统(调谐质量阻尼系统)的工作机理不同。
2.层间隔震结构简化分析模型(一)两质点模型两质点模型是比较简单的模型形式,通过隔震层将建筑分为两个部分,上部结构包含隔震层,下部结构是一个简单的质点,这样就得到两个质点的计算模型,如图2.1所示。
这种模型突出层间隔震结构的影响系数用于层间隔震结构进行参数分析。
隔震结构工程设计
1工程概况
某商业办公楼,地上6层,首层5.1m,其余层高度皆为3.6m,总高24.6m,隔震支座设置于基础顶部。
上部结构为钢框架结构,楼盖为普通梁板体系,基础采用独立基础。
丙类建筑,设防烈度7度,设计基本加速度0.15g,场地类别Ⅱ类,地震分组第一组,不考虑近场影响。
表1.1 上部结构重量及侧移刚度
侧移刚度KN/m815796796796796796
2 初步设计
2.1是否采用隔震方案
(1)不隔震时,该建筑物的基本周期为0.45s,小于1.0s。
(2)该建筑物总高度为24.6m,层数6层,符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
(3)建筑场地为Ⅱ类场地,无液化。
(4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置
隔震层设在基础顶部,橡胶隔震支座设置在受力较大的位置,其规格、数量和分布根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。
隔震层在罕遇地震下应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形。
隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下,不宜出现拉应力。
2.3隔震层上部重力设计
上部总重力为如表1.1所示。
3 隔震支座的选型和布置
确定目标水平向减震系数为0.50,进行上部结构的设计,并计算出每个支座上的轴向力。
根据抗震规范相应要求,丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa,由此确定每个支座的直径(隔震装置平面布置图如图1.1所示,即各柱底部分别安置橡胶支座)。
隔震支座布置图1.1 图确定轴向力3.1.
?GF?=19261kN
竖向地震作用vevk kNN84679?竖向地震作用??活载)
?1.31?.2?(恒载?0.5柱底轴力设计kNN2057.92?中柱柱底轴力
中kNN1884.86?边柱柱底轴力边.2确定隔震支座类型及数目3,共20个。
中柱支座:LRB600型,竖向承载力2673KN ,共20个。
边柱支座:LRB600型,竖向
承载力2673KN 其支座型号及参数如表3.1。
表3.1 隔震支座参数
?水平向减震系数的计算4
的水平刚度和等效粘滞阻尼比。
多遇地震时,采用隔震支座剪切变形为50% 由式
?kNmmKK/?83.68092??40?2.jh由式
?K?292092?0..40?2jj?2920?.??。
eg
K83.68h由式G??1.27S?5T?5?0.T?24?2.0s。
g1Kg h??.050eg??1??0.57 2?7.06?10.eg??050.eg??0.9??0.78?5?.50eg由式 ?0.9???0.37?)0(T/T).5?2T(/T gg210即水平向减震系数满足预期效果。
5 上部结构计算
5.1水平地震作用标准值
?0.9T??40.0??g?????216.24?0.0??1.0????非隔震结构水平地震影响系数?? max20450T.????1由式
??G?0.37?0.216?25317.8F??2023.4kN eqek05.2隔震层分布的层间剪力标准值由式
G i F?F(i?1,2 ,n)ekin?G i1?i
5.1。
计算层间剪力标准值,其结果见表 5.1上部结构层间剪力标准值表
/kN i
上部结构层间位移角5.3上部结构层间位移角表5.2
由表5.2可知,上部结构满足抗震设计要求。
6 隔震层水平位移验算
罕遇地震时,采用隔震支座剪切变形不小于250%时的剪切刚度和等效粘滞阻尼比。
e计算隔震层偏心距6.1e=0。
本结构和隔震装置对称布置,偏心距
6.2隔震层质心处的水平位移计算
T?0.4s。
根据场地条件,特征周期为g由式
?KkNmmK/50440??53.?1.216?jh由式
?K?131?0.40?1.216jj?131.???0eg
K504.53h由式G???T21.66s
1Kg h??050.0.05?0.131eg??1.??171??0
2?71.01.7?0.131.06??0.06eg??.050131.?00.05eg??0.9??0?.830.9?
?513150.5??0.?0.5eg??1.20。
设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下
max?83.0T??0.4??g????????0.71?1(?).20?0.261????max21eq66T.1????1由式???)G(eqs1?u0.179m?179?mm c K h水平位移验算(验算最不利支座)6.3.
??1.15。
本工程隔震层无偏心,对边支座i由式
?u?1.15?179mm?205.?u85mm cii???220mmu LRB600 验算支座i u?205.85mm?[u]?220mm ii故支座变形满足要求。