Master Ding Jiemin: Utveckling och tillämpning av seismisk isolering och energispridningsteknik

Kina har en bred fördelning av seismiska regioner och allvarliga jordbävningskatastrofer. För byggnadsstrukturer inkluderar seismiska strukturer främst traditionella styva strukturer, duktila strukturer och seismisk isolering och energispridningsstrukturer. Den traditionella styva strukturen antar tillvägagångssättet "hårt motstånd", som kräver en stor mängd byggnadsmaterial. Även om den duktila strukturen kan uppnå konstruktionsmålet för strukturell säkerhet under stora jordbävningar, finns det fortfarande problem som allvarlig jordbävningsskador och svårigheter att reparera. Seismisk isolering och energispridningsstrukturer har motstått testet av stora jordbävningar och visat god seismisk prestanda. För närvarande tillämpas de seismiska isolerings- och energispridningsteknologierna i Kina främst individuellt, och det saknas innovation i ansökningsformulär. Japan har börjat anta kombinerad seismisk isolering och energispridningstekniker och uppnått goda seismiska resultat. De kombinerade seismiska isolerings- och energispridningsteknologierna inkluderar energispridningskombinationsteknologi och kombinationen av energispridning och seismisk isoleringsteknik. Den här artikeln introducerar först klassificering, utveckling och teknisk tillämpning av seismisk isolering och energispridningstekniker. Sedan, i kombination med egenskaperna hos fyra typiska tekniska exempel designade av författaren, introducerar det djupt designidéer, applikationsmetoder och energispridningseffekter av de kombinerade seismiska isolerings- och energispridningsteknikerna. Det kan ses att den rationella kombinationen av energispridning och seismisk isoleringsteknik kan ge full spel till energispridningskapaciteten för seismisk isolering och energispridningsanordningar och ytterligare förbättra den seismiska prestandan hos byggnadsstrukturer.

Kina är beläget mellan den vulkaniska seismiska bältet i Pacific och det eurasiska seismiska bältet och är ett av länderna med de allvarligaste jordbävningskatastroferna i världen. De seismiska aktiviteterna i Kina distribueras huvudsakligen i 23 seismiska zoner i fem regioner. Bland dem kallas områden med en intensitet av 7 grader (0,15 g) och högre seismiska zoner med hög intensitet. Fördelningsandelen av större städer i Kina i seismiska zoner med hög intensitet är cirka 31% (figur 1). Det kan ses att urbaniseringsutvecklingen i Kina står inför allvarligt seismiskt befästningsarbete.

[Bild 1 Andel större städer i Kina i olika intensitetszoner]

De representativa städerna i olika seismiska befästningsintensiteter visas i tabell 1. Det kan ses från tabell 1 att de höga seismiska zonerna i Kina huvudsakligen är belägna i sydväst-, nordväst- och centrala regioner. Projekt belägna i områden med betyg 1 - 3 och i 7 - gradszoner med dåliga platsförhållanden (såsom Shanghai, där den karakteristiska perioden för platsen tg=0.9 s) har höga standardkrav för seismisk teknik.

Tabell 1 Klassificering av seismiska motståndsnivåer i Kina

De seismiska strukturerna i Kina inkluderar huvudsakligen fyra strukturella former: styva seismiska strukturer, duktila seismiska strukturer, energi - spridning och seismiska - reducerande strukturer och seismiska - isoleringsstrukturer, såsom visas i figur 2.

[Bild 2 SEISMISKA SEISMISKA STRUKTYSYSTEM I KINA]

Den styva seismiska strukturen antar metoden "hård motstånd" och förbättrar den seismiska prestanda genom att stärka den strukturella styrkan och styvheten, så det kräver en stor mängd byggnadsmaterial. Den duktila seismiska strukturen antar designkonceptet "starka kolumner, svaga balkar, stark skjuvning, svag böjning och starka leder, svaga komponenter", så att strukturen kan upprätthålla en viss duktilitet under en jordbävning och uppnå designmålen för "tre nivåer och två steg". Energi - spridande och seismiska - reducerande strukturer och seismiska - isoleringsstrukturer förbättrar strukturens seismiska prestanda genom att ställa in energi - spridande anordningar eller seismiska - isoleringsanordningar i huvudstrukturen för att sprida eller isolera den seismiska energiinmatningen i strukturen.

Vanligt använda energi - spridningsanordningar inkluderar metallspjäll och viskösa spjäll, såsom visas i figur 3. Bland dem tillhör metallspjäll till förskjutningsrelaterade spjäll. Under den upprepade verkan av en jordbävning sprider de seismisk energi genom den elastiska - plasthysteretiska deformationen som genereras när metallmaterialet ger, såsom milda stålspjäll och bockning - begränsade hängslen. Viskösa spjäll tillhör hastighet - relaterade spjäll. Under den upprepade verkan av en jordbävning använder de dämpningsegenskaperna för deras viskösa material för att sprida seismisk energi, såsom viskösa spjäll och viskösa spjällväggar.

[Bild 3Energi - Spridande enheter]

Vanligt använda seismiska - isoleringsanordningar inkluderar laminerade gummilager (figur 4 (a), (b)) och skjutlager (figur 4 (c), (d)). Båda har stor vertikal styvhet för att bära den enorma vikten av den övre strukturen, och relativt liten horisontell styvhet för att isolera den seismiska energiinmatningen i strukturen.

[Bild 4Seismiska - isoleringsenheter]

Den kombinerade seismiska isolerings- och energispridningstekniken är en innovativ applikationsform av seismisk isolering och energispridningsteknik, främst inklusive två typer: energispridningskombinationsteknologi och kombinationen av energispridning och seismisk isoleringsteknik.

Energispridningskombinationstekniken är att rationellt kombinera och tillämpa flera energi - spridningsanordningar enligt deformationsegenskaperna för strukturen och kraven för den seismiska prestanda baserad design av strukturen, ger full spel till energi - spridningseffekter av olika energi - spridande enheter, minskar den seismiska verkan och förbättrar den seismiska prestandan i strukturen. Dess klassificering visas i figur 5.

[Figur 5 Schematiskt diagram över klassificeringen av vanligt förekommande kombineratEnergi - Dissipationsteknologier] 

DeEnergispridningskombinationsteknikhar tillämpats allmänt i många stora projekt och uppnått goda seismiska resultat. Till exempel Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center, ett förstärknings- och renoveringsprojekt i Tibet, Nikken Sekkei Tokyo huvudkontorsbyggnad och Sen Tower i Sendai, Japan. Nikken Sekkei Tokyo huvudkontorsbyggnad ligger i Sakurada - Bashi, Chiyoda - Ku, Tokyo, Japan (figur 6). Det är en ram -strukturbyggnad med en höjd av 60 m, 1 källargolv, 14 ovanför markgolv och en total byggarea på 20 581 m². Byggnaden antar en kombinerad energi - spridningsteknologi för viskösa spjällväggar + knäckning - begränsade hängslen. Energi - spridningsanordningar och deras layouter visas i figurerna 7 - 9. De viskösa spjällväggarna fungerar under mindre och måttliga jordbävningar och vindbelastningar, medan spännande - begränsade hängslen fungerar under måttliga och stora jordbävningar. Genom att blanda de två typerna av energi - spridningsanordningar kan det strukturella dämpningsförhållandet under måttliga jordbävningar nå dubbelt så mycket som under mindre jordbävningar. När byggnaden upplevde den stora East Japan -jordbävningen den 11 mars 2011, spelade de viskösa spjällväggarna och knäckningen - begränsade hängslen effektivt sin energi - spridning och seismisk - reducerande roller, och byggnadens huvudstruktur förblev intakt. Sen Tower i Sendai, Japan har en total byggnadshöjd på 206,69 m och antar en kombinerad energi - spridningsteknologi för viskösa spjällväggar + friktionsdämpare. De viskösa spjällväggarna fungerar under mindre och stora jordbävningar, medan friktionsdämparna endast fungerar under stora jordbävningar.

[Bild 6 Nikken Sekkei Tokyo huvudkontorsbyggnad]

[Bild 7 Viskös vätskedjamer]

[Bild 8 Buckling - Behickad Brace]

[Bild 9 -utformning av energi - Spridande enheter i Nikken Sekkei Tokyo huvudkontorsbyggnad]

Kombinationen av energispridning och seismisk isoleringsteknologi innebär att på grundval av att anta seismisk isoleringsteknologi för strukturen, energi - spridningsanordningar arrangeras i eller utanför det seismiska isoleringsskiktet för att ytterligare minska den seismiska verkan och förbättra strukturens seismiska prestanda. Dess klassificering visas i figur 10.

[Bild 10 Schematiskt diagram över klassificeringen av vanligt använda kombinerad seismisk isolering och energispridningsteknik]

Kombinationen av energispridning och seismisk isoleringsteknologi tillämpas mer allmänt. Suhao Ginza i Suqian, Jiangsu är en ram - Väggstrukturbyggnad med en höjd av 80 m, 2 källargolv, 20 ovanför markgolv och en total byggnadsarea på 67 000 m². Dess arkitektoniska återgivningar visas i figur 11. Byggnaden antar en kombinerad seismisk isolering och energispridningsschema för inter - berättelse seismisk isolering + in - berättelse energispridning (viskösa spjäll). Naturliga gummilager, bly -gummilager och viskösa spjäll installeras i det seismiska isoleringsskiktet. The location of the seismic isolation layer is shown in Figure 12. After mixing the application of energy - dissipating and seismic - isolation devices, the structural natural vibration period is extended from 1.64s to 3.74s, the seismic reduction coefficient in the X - direction reaches 0.35, and that in the Y - direction reaches 0.36, achieving the design goal of reducing the seismic intensity by one degree, with a good seismic - Minska effekten.

[Bild 11 Arkitektoniska återgivningar av Suhao Ginza i Suqian, Jiangsu]

[Bild 12 Schematiskt diagram över platsen för det seismiska isoleringsskiktet i Suhao Ginza i Suqian, Jiangsu]

Dessutom antar Tokyo Kiyomizu huvudkontorsbyggnad i Japan ett designschema för basisolering + in - berättelse energispridning (viskösa spjäll); Nihonbashi -byggnaden i Tokyo antar ett designschema för inter - berättelse seismisk isolering + energispridning i den lägre strukturen (viskösa spjällväggar); och Osaka Nakanoshima Concert Hall Building i Japan antar ett designschema för seismisk isolering + energisolering i den övre strukturen (viskösa spjäll), som alla har uppnått god energi - spridningseffekter.

Det här avsnittet väljer två energikombinationskombinationer som är designade av författaren. Kombinerat med projektegenskaperna introducerar det kort designidéerna och metoderna för de kombinerade energi - spridningsstrukturerna och gör en jämförande analys av energiförstörningen och seismiska - reducerande effekter av strukturerna med och utan energi -spridningsanordningar för referens av tekniska designers.

2.1.1 Projektöversikt
S2 i Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center har en byggnadshöjd på 250 m och en total byggarea på 130 000 m². Dess arkitektoniska utseende visas i figur 13.

[Bild 13 Arkitektoniska återgivningar av S2 från Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]
S2 från Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center antar ett strukturellt system av stål - armerade betongramar + betongkärnväggar + bältesstolar. Bältet Trusses är arrangerade den 22, 33: e och 42: e våningen, såsom visas i figur 14.

[Bild 14 Schematiskt diagram över det strukturella systemet för S2 i Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]

2.1.2Energi - Spridande och seismisk - reducerande schema
The "Regulations on Promoting Seismic Isolation and Energy Dissipation Building Projects in Yunnan Province" (Decree No. 202 of the Yunnan Provincial People's Government) requires that "key - fortified and specially - fortified building projects with a single - building area of ​​more than 1,000m² in areas with a seismic fortification intensity of 8 degrees or above should adopt seismic isolation and energy dissipation technologies", och "När energi - spridningsdesign antas bör byggnadens seismiska prestanda förbättras avsevärt, och förhållandet mellan den horisontella förskjutningen av energi - spridningsstrukturen till den för den icke -energiförstörande strukturen under sällsynta jordbävningsåtgärder bör vara mindre än 0,75".
S2 i Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center är beläget i en seismisk zon med hög intensitet på 8 grader (0,2 g) och bör anta energi - spridning och seismisk - reducerande teknik för att förbättra strukturens seismiska prestanda. In order to achieve a 25% seismic - reducing effect under major earthquakes, four types of energy - dissipating and seismic - reducing devices are innovatively adopted: viscous - damper outriggers, viscous - damper walls, metal energy - dissipating coupling beams, and buckling - restrained braces, as shown in Figure 15. Among them, the viscous - damper outriggers are arranged on the 22nd and 33rd golv; De viskösa - spjällväggarna är arrangerade den 26: e - 40 th -golven; Metallenergi - spridande kopplingsbalkar är ordnade i x -riktningen på den 26: e - 40 th -golven och i y - riktningen på sjätte - 19 th golven och 31: e - 40 th golv; Buckling - begränsade hängslen är arrangerade den 22, 33: e och 42: e våningen.

[Bild 15 Schematiskt diagram över energistrukturen - spridningsanordningar i S2 av Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]

2.1.3 Seismic - Minska effekten
Antalet energi - spridningsanordningar i projektet och deras energi - spridningsförhållanden visas i tabell 2. Bland dem, de viskösa - spjällutriggarna och viskösa - spjällväggarna sprider energi under mindre, måttliga och stora jordbävningar; Metallenergin - spridande kopplingsbjälkar och knäckning - begränsade hängslen ger endast styvhet under mindre jordbävningar och går in i det avkastande och energi - spridande stadium under måttliga och stora jordbävningar, vilket säkerställer den seismiska prestanda för strukturen under måttliga och stora jordbävningar. När den seismiska intensiteten ökar, deltar stålkopplingsstrålarna och knäckning - begränsade hängslen gradvis i energispridning (figur 16), och det ytterligare dämpningsförhållandet för strukturen ökar, vilket effektivt säkerställer strukturens prestanda.

Tabell 2Energi - Spridningsförhållanden för energi - Spridningsanordningar

[Bild 16 Energi - Dissipationsförhållanden för S2 av Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center under olika jordbävningsförhållanden]

2.2.1 Projektöversikt
Den östra paviljongen i Shanghai -museet har en byggnadshöjd på 45 m, 2 källargolv, 6 ovanför markgolv och en total byggarea på 104 000 m². Planstorleken är 105 m × 182 m. Dess arkitektoniska utseende visas i figur 17.

[Bild 17 Arkitektoniska återgivningar av Shanghai -museets östra paviljong]
Baserat på museumsbyggnadens egenskaper, i det preliminära stadiet, föreslogs ett styvt strukturellt system med "stålförstärkta betongkolonner + stålbjälkar + stålstöd" för att möta den flexibla arkitektoniska layouten. Den typiska strukturella planlayouten visas i figur 18.

[Bild 18 Typisk strukturell planlayout för det styva - strukturschemat]

2.2.2 Energi - Spridande och seismisk - reducerande schema

Projektet har följande egenskaper:

1) den östra paviljongen av Shanghai -museet är ett extra -storskalat museum med en designtjänstliv på 100 år, och den seismiska handlingen måste förstärkas med 1.3 - 1.4 gånger;

2) de kulturella relikerna som samlas in i museet är värdefulla och effektiva åtgärder bör vidtas för att skydda samlingarna från skador under en jordbävning;

3) Museet har ett rikt internt utrymme, med många kolumnfria stora utrymmen i strukturen, få vertikalt - penetrerande kolumner och stora spanutrymmen och stora utskjutningsstroppar i hörnen.
För att säkerställa att strukturen har god seismisk prestanda under en jordbävning, anses energi - spridningstekniken introduceras för att bilda en kombinerad energi - spridande strukturella system av "stål - armerade betongkolonner + stålbjälkar + viskösa - spjällväggar + bockning - begränsade spetsar". De viskösa - spjällväggarna sprider energi under mindre, måttliga och stora jordbävningar, sprider seismisk energi och minskar den seismiska verkan på huvudstrukturen; Buckling - begränsade hängslen ger styvhet under mindre och måttliga jordbävningar för att uppfylla de laterala styvhetskraven i strukturen och utbyte för att sprida energi under stora jordbävningar. Genom den kombinerade användningen av viskösa - spjällväggar och knäckning - begränsade hängslen har strukturen tillräcklig total styvhet och en god energi - spridningsmekanism. Den typiska strukturella planlayouten för energin - spridning och seismisk - reducerande schema visas i figur 19.

[Bild 19 Typiskt strukturellt planlayout förEnergi - Spridande och seismisk - reducerande schema]
På grundval av det styva konstruktionssystemet ersätter den energi - spridande och seismiska - reducerande schema de laterala resistenta stålstöden med knäckning - begränsade hängslen och, i kombination med arkitektonisk funktionsdesign, lägger viskösa väggväggar i lämpliga positioner.

2.2.3 Seismic - Minska effekten
Tabell 3 visar de jämförande analysresultaten från den seismiska strukturen och energin - spridning och seismisk - reducerande struktur. Jämfört med det seismiska strukturella systemet för "stålförstärkta betongkolonner + stålbalkar

(1) Basskjuvkraft
Efter installation av viskösa dämpningsväggar och bockningsbegränsade hängslen reduceras basskjuvkraften med cirka 20%.
(2) Period- och dämpningsförhållande
Perioden för energispridningen och den seismiska reduktionssystemet ökas i viss utsträckning jämfört med det för det styva schemat. Samtidigt ökas dämpningsförhållandet för strukturen under ofta jordbävningar från 4% till 6,3%.
(3) Strukturell energispridning
Den strukturella energispridningskapaciteten för energispridning och seismisk reduktionsschema förbättras avsevärt. Dessutom står energispridningen av de seismiska reduktionsanordningarna för ungefär hälften under stora jordbävningar, vilket effektivt kan minska skadorna på strukturella komponenter. Figur 20 visar den strukturella energispridningen under mindre, måttliga och stora jordbävningar.

△ Bild 20 Energispridning av den östra paviljongen i Shanghai Museum under olika seismiska förhållanden

Två fall av kombinationen av energispridning och seismisk isolering designad av författaren väljs. I kombination med projektegenskaperna introduceras konstruktionsidéerna för de kombinerade seismiska isolerings- och energispridningsstrukturerna kort, och de naturliga vibrationsperioderna jämförs och analyserade seismiska reduktionseffektivitet och energispridningskapaciteter för strukturerna med och utan seismisk isolering och energispridningsapparater jämförs och analyseras för referensen till konstruktionsdesigner.

3.1.1 Projektöversikt
Den första fasen av Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building har en byggnadshöjd på 86 M, 1 källargolv, 19 över markgolv och en total byggarea på 35 000 m². Podiet och huvudtornet separeras med en led. Dess arkitektoniska utseende visas i figur 21. Projektets huvudtorn antar en armerad betongram - kärnrörets konstruktionssystem, som visas i figur 22.

[Bild 21 Arkitektoniska återgivningar av Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building]

[Bild 22 Struktursystem för Kashgar Rural Commercial Banks huvudkontor Byggnad]

3.1.2 Kombinationsschema förEnergispridning och seismisk isolering
De strukturella designfunktionerna i Kashgar Rural Commercial Banks huvudkontorsbyggnad är följande: 1) Det planerade byggområdet för projektet har en seismisk befästningsintensitet på 8 grader (0,3 g), som tillhör en seismisk zon med hög intensitet, med höga krav för strukturell seismisk prestanda; 2) Byggnadsfasaden måste vara så transparent som möjligt, och perifera skjuvväggar kan inte ställas in.
Därför beaktas seismisk isoleringsteknologi, och viskösa spjäll installeras i det seismiska isoleringsskiktet för att minska den seismiska verkan på den övre strukturen, säkerställa att den övre strukturen har god seismisk prestanda och uppnå designmålet att minska den seismiska intensiteten hos den övre strukturen med en grad.
Det seismiska isoleringsskiktet är beläget under källargolvplattan och ovanför fundamentets toppplatta. Totalt 34 seismiska isoleringslager (23 bly - kärngummilager (LRB) och 11 naturgummilager (LNR)) och 16 viskösa spjäll (VFD) är arrangerade i det seismiska isoleringsskiktet. Layouten visas i figurerna 23 och 24.

[Bild 23 Planlayout avSeismiska isoleringslager]

[Figur 24 3 d schematiskt diagram överSeismisk isoleringsskikt]

3.1.3 Effekter av kombinationen av energispridning och seismisk isolering
(1) period
Jämförelsen av de strukturella perioderna med och utan seismiska isoleringsanordningar visas i tabell 4. Det seismiska isoleringsschemat förlänger strukturperioden med cirka 2,5 gånger genom att ställa in det seismiska isoleringsskiktet, vilket effektivt reducerar den seismiska verkan.

Tabell 4 Jämförelse av strukturella perioder med och utan seismiska isoleringsanordningar
(2) Seismisk reduktionskoefficient
Efter beräkningen är den maximala seismiska reduktionskoefficienten för berättelsens skjuvkraft under jordbävningen av befästning 0,34, och den maximala seismiska reduktionskoefficienten för berättelsen som välter ögonblicket är 0,35. Båda är mindre än 0,38 (med spjäll) som anges i "koden för seismisk design av byggnader" (GB 50011 - 2010) (2016 -upplagan) [15] (kallas den seismiska designkoden för kort). Enligt den seismiska designkoden kan designen utföras med en en -graders minskning av seismisk intensitet.
(3) Strukturell energispridning
The energy dissipation of each part of the seismic isolation layer under the rare earthquake is shown in Figure 25. The results of the energy time - history analysis under the rare earthquake show that the energy dissipation of the seismic isolation bearings accounts for 63%, the energy dissipation of the dampers accounts for 9%, and the total energy dissipation of the seismic isolation layer accounts for 72% of the overall energy dissipation of the structure, greatly Minska den seismiska energiinmatningen till den övre strukturen.

[Bild 25Energiselunder den sällsynta jordbävningen]

3.2.1 Projektöversikt
Xi'an Silk Road International Convention Center har en byggnadshöjd på 60 m, 2 källargolv, 3 ovanför markgolv och en total byggarea på 207 000 m². Dess arkitektoniska utseende visas i figur 26.

[Bild 26 Arkitektoniska återgivningar av Xi'an Silk Road International Convention Center]
Tornets övre struktur antar ett gigantiskt stålramstruktursystem. De gigantiska kolumnerna består av 20 vertikala stödcylindrar, och de gigantiska balkarna består av en 4m - hög stålstångsplatta och en 4,5 m - hög stålstakplatta, såsom visas i figurerna 27 och 28.

[Bild 27 Övergripande strukturavsnitt]

[Bild 28 Vertikala trafikcylindrar (20)]

3.2.2 kombineradSeismisk isoleringSchema
De strukturella designfunktionerna i Xi'an Silk Road International Convention Center är följande: 1) Projektet är beläget i en seismisk zon med hög intensitet på 8 grader (0,2 g), med höga krav för strukturell seismisk prestanda; 2) Strukturen antar ett gigantiskt stålramstruktursystem, och byggnaden har många stora - spänn- och stora utskjutningsutrymmen. Effektiva åtgärder behövs för att säkerställa den seismiska prestandan för den jättefram; 3) Strukturen har ett stort spännvidd och tung golvbelastning. Gravitationsbelastningen har en stor inverkan på komponentstorleken. Samtidigt har den totala strukturen en mycket liten höjd -till -breddförhållande (0,32), vilket resulterar i en relativt stor horisontell styvhet i den övre strukturen.
Baserat på ovanstående projektegenskaper antas ett seismiskt isoleringsschema överst på kolumnerna på det första källargolvet. Det seismiska isoleringsskiktet använder en kombination av naturliga gummilager + bly - kärngummilager + glidlager + viskösa spjäll, uppnår designmålet att minska den seismiska intensiteten för den övre strukturen med en grad och minska den seismiska verkan på den jätte ramen.
Totalt 74 bly - kärngummilager (LRB), 96 naturgummilager (LNR), 356 elastiska skjutlager (ESB/SB) och 32 viskösa vätskedämpare (VFD) är arrangerade i det seismiska isoleringsskiktet. Den specifika layouten visas i figur 29.

[Bild 29 Planlayout avSeismiska isoleringslager]

3.2.3 Effekter av den kombinerade seismiska isoleringen
(1) period
Jämförelsen av de strukturella perioderna med och utan seismiska isoleringsanordningar visas i tabell 5. Perioden för den seismiska isoleringsstrukturen förlängs med 3.7 - 4.2 gånger jämfört med den för den icke -seismiska isoleringsstrukturen, vilket är gynnsamt för strukturen att hålla sig borta från platsens karakteristiska period och minska seismiska verkan.

Tabell 5 Jämförelse av strukturella perioder med och utan seismiska isoleringsanordningar
(2) Seismisk reduktionskoefficient
Efter beräkningen är den maximala seismiska reduktionskoefficienten för berättelsens skjuvkraft under jordbävningen av befästning 0,35, och den maximala seismiska reduktionskoefficienten för berättelsen som välter ögonblicket är 0,35. Båda är mindre än 0,38 (med spjäll) som anges i den seismiska designkoden. Enligt den seismiska designkoden kan designen utföras med en en -graders minskning av seismisk intensitet.
(3) Strukturell energispridning
Energispridningen av varje del av det seismiska isoleringsskiktet under den sällsynta jordbävningen visas i figur 30. Resultaten av energitiden - Historikanalys under den sällsynta jordbävningen visar att de flesta av den seismiska energiinmatningen till den seismiska isoleringsstrukturen sprids av de seismiska isoleringslagren och dämparna. Bland dem står energispridningen av de seismiska isoleringslagren för 68%, energispridningen av spjällen står för 17%, och den totala energispridningen av den seismiska isoleringsskiktet står för 85%av den totala energispridningen av strukturen, och minskar den seismiska energiinmatningen kraftigt till den övre strukturen.

[Bild 30 Energispridning under den sällsynta jordbävningen]

(1) Seismiska zoner med hög intensitet distribueras i stor utsträckning i Kina, och Kinas urbanisering utvecklas snabbt. Det är nödvändigt att vidta effektiva seismiska åtgärder för att förbättra byggnadernas seismiska prestanda och servicekvalitet.
(2) Seismisk isolering och energispridningstekniker har mognat och tillämpas i stor utsträckning i byggnadsstrukturer (såsom byggnader med hög stigning och stora byggnader), vilket effektivt kan minska seismiska verkan och förbättra den seismiska prestandan hos strukturer.
(3) From the two application cases of energy dissipation combination technologies and the two application cases of the combination of energy dissipation and seismic isolation technologies, it can be seen that, according to the project characteristics, rationally combining and applying energy dissipation and seismic isolation technologies can further improve the structural performance of buildings and achieve the eight - character architectural principle of "applicable, economic, green, and aesthetic". Den kombinerade tillämpningen av seismisk isolering och energispridningsteknologier kommer säkert att bli en trend i utvecklingen av seismisk design.

[1] Ding Jiemin, Wu Honglei. Designguide och teknisk tillämpning av seismisk isolering och byggstrukturer för energiförstörelse [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2018.
[2] Ding Jiemin, Wu Honglei. Teknisk design och tillämpning av viskös dämpningsteknik [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2017.
[3] Wu Honglei, Ding Jiemin, Liu Bo. Prestanda -baserad design och tillämpning av kombinerade energispridningsstrukturer för Super High -stigande byggnader [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (3): 14 - 24.
[4] Wang Shiyu, Wu Honglei, Wu Hao. Tillämpning av hybridenergispridningsteknik i förstärknings- och renoveringsprojektet för en enda spanram [J]. Building Structure, 2020, 50 (S1): 405 - 410.
[5] Hiroaki Harada, Tatsumi Shinohara, Keita Sakakibara. En studie om dynamiskt beteende hos Nikken Sekkei Tokyo -byggnad utrustad med energispridningssystem när de slogs av jordbävningen Great East Japan [C] // Fortsättningen av den 15: e världskonferensen om jordbävningsteknik. Lisboa, 2012.
[6] Shuichi Otaka, Masayuki Yamanaka, Shokichi Gokan, et al. Toranomon - Roppongi Area Project [C] // Proceedings of the 9th Global Conference of the Council on Tall Buildings and Urban Habitat. Shanghai, 2012.
[7] Ding Jiemin, Tu Yu, Wu Honglei, et al. Applikationsforskning om den kombinerade tekniken för seismisk isolering och energispridning i seismiska befästningsområden med hög intensitet [J]. Journal of Building Structures, 2019, 40 (2): 77 - 87.
[8] Zhang Zhengtao, Xia Changchun, Fan Rong, et al. Design of Inter - Story Seismic Isolation for Suqian Suhao Ginza [J]. Building Structure, 2013, 43 (19): 54 - 59.
[9] Dai Shimazaki, Kentaro Nakagawa. Seismiska isoleringssystem som innehåller med RC -kärnväggar och prefabricerade betongomkretsramar [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2015, 4 (3): 181 - 189.
[10] Hisayoshi Kojimi, Sone, Tomohisa. Den strukturella designen av Tokyo Nihombashi Tower [J]. Struktur: Journal of Japan Structural Consultants Association, 2015, 48 (12): 50 - 51, 12.
[11] Ken Okada, Satoshi Yoshida. Strukturell design av Nakanoshima Festival Tower [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2014, 3 (3): 173 - 183.
[12] Special Review Report om den seismiska utformningen av S2 i Kunming Dianchi Lake Convention and Exhibition Center [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2018.
[13] Special Review Report om den seismiska designen av det nyligen byggda projektet av East Pavilion of Shanghai Museum (överskrider gränsen för byggnader med hög stigning) [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[14] Specialanalysrapport om den seismiska isoleringsdesignen för Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Kod för seismisk design av byggnader: GB 50011 - 2010 [S] . 2016 Edition. Beijing: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Applikationsforskning om seismisk isoleringsteknik i Xi'an Silk Road International Convention Center [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin är professor och doktorandledare vid Tongji University, en nationell mästare i Engineering Survey and Design, en nationell första klassig registrerad konstruktör, en senior chartered konstruktionsingenjör för Institution of Structural Engineers (UK) och biträdande direktör för redaktionen för "Building Structure". Han är för närvarande chefstekniker för Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Han tog examen från avdelningen för konstruktionsteknik vid Tongji University 1990 med en doktor för ingenjörsexamen. Han har länge varit engagerad i forsknings- och designkonsultation av komplexa strukturer och har uppnått rika forskningsresultat i komplexa strukturer som superstrukturer och stora stålstrukturer. Han har vunnit det första priset för ministeriet för konstruktionsvetenskap och teknik framsteg, det andra - priset för National Science and Technology Progress Award, specialpriset för Shanghai Science and Technology Progress Award, det första priset för utmärkelsen för utbildningsvetenskap och teknik för utbildningsvetenskap och teknik och priset för specialpriset för Architectural Society of China Science and Technology Progress. Han har också deltagit i sammanställningen av nationella och Shanghai -designkoder som "koden för seismisk design av byggnader" (GB 50011 - 2010) och "koden för design av rumsliga strukturer" (DG/TJ 08 - 52 - 2004). Han har slutfört mer än 100 tekniska projekt, inklusive hög- och superkörande byggnader, stora span -stadioner, konferens- och utställningscentra, storskala teatrar och High -Speed ​​Railway Transportation Hubs, och har vunnit de första och andra priserna för National EXCEDOM ENGINEERING SUVERING AND DESIGN INDUSTRY ACHITECTURAL Award, The Design Silver Award, och de första och andra priserna för de nationella utmärkta konstruktionerna. I november 2017 tilldelades han Lifetime Honorary Membership Award av Structural Engineers World Congress (SEWC). I oktober 2018 vann han guldmedaljen för Institution of Structural Engineers (Istructe) i Storbritannien. I april 2019 vann han den utestående bidraget från rådet för höga byggnader och stadshabitat (CTBUH).

Den här artikeln publicerades i den 17: e numret av "Building Structure" 2021, med titeln "Utveckling och tillämpning av seismisk isolering och energispridningsteknik ". Författarna är Ding Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu och Chen Changjia, och enheten är Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Källa: Byggstruktur

Nyheter från http://www.zjypxzx.com/c/{2a )/494488.shtml