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北京建筑中采用隔震橡胶支座技术的由来

双林隔震支座  2020/5/31 18:09:09  3471
内容摘要:什么是隔震技术?为什么采用了隔震技术后的建筑在地震中所遭受的地震作用明显降低?下面我们会从隔震技术的本质上对隔震技术进行讲解。建筑隔震技术,就是在建筑的某一层,通常在建筑上部结构与基础(或下部)结构之...

什么是隔震技术?为什么采用了隔震技术后的建筑在地震中所遭受的地震作用明显降低?下面我们会从隔震技术的本质上对隔震技术进行讲解。

建筑隔震技术,就是在建筑的某一层,通常在建筑上部结构与基础(或下部)结构之间,设置由北京隔震橡胶支座和阻尼器组成的隔震层,把建筑物上部结构与地基基础“分离开”,用以改变结构体系振动特性,延长结构自振周期,增大结构阻尼,通过隔震层的水平大变形消耗掉大部分地震能量,减少地震能量向上部结构输入,从而有效降低地震作用所引起的上部结构地震反应,减小层间剪力及相应的剪切变形,达到预期的防震要求。

隔震橡胶支座
图1.1传统建筑与隔震建筑在地震中的表现

传统抗震建筑底部与基础牢牢连接在一起,地震来临时上部结构剧烈晃动,并且越到顶部晃动幅度越大,从而导致结构产生过大的层间变形,引起结构的破坏。为提高传统抗震结构的抗震能力往往要增加结构的强度、刚度和延性,换言之必须增大构件的截面和配筋,使结构具有足够的能力去“抗”地震作用;隔震建筑则是削弱建筑底部与基础的连接作用,当隔震建筑遭受地震时,结构的变形主要集中在隔震层,而上部结构则保持缓慢平动,这样上部结构楼层剪力和层间变形就会显著减小,从而保障了上部结构的安全性。

隔震技术的由来

隔震思想具有悠久的历史,最早可以追溯到我国1406年开始修建的故宫,然而现代隔震概念则是由日本学者河合浩藏于1881年提出的。下面我们用几幅图画简单说明隔震技术的由来。

隔震橡胶支座

首先图是a,众所周知,房屋所遭受的地震作用是从大地向房屋传递而来的,既然这样那么比较原始的思想就是将房屋提离地面,这样不管大地如何震动地震作用始终不会传到房屋上,自然房屋也不会发生破坏,这就好比船只在海面上航行的过程中,如果恰巧海底此时发生了地震,那么船上的人是不会感觉到地震的,当然要将图a这种完全隔离的方式运用到实际工程中是不现实的,切实可行方法的就是图b这种方式了。

我们再看图b,在房屋底部放置轮子,地震来临时,房屋就会随轮子滚动而发生平移,自然房屋也不会发生破坏,图b这种方式带来的缺点是缺少限位功能,房子会产生过大的位移,地震过后房屋就会从一个地方“跑”到另一个地方,而图c就可以很好的解决限位功能了。

图c是在图b的基础上增加了两侧的限位弹簧,从而保证了房屋复位功能,但是图c这种方式也不是万能的,原因就是这种两侧弹簧限位方式不具备阻尼,房屋会不停的做简谐振(震)动,为避免这种不停息简谐振(震)动就可以采用图d的方式了。

图d就是将图c一侧弹簧换成阻尼,依靠阻尼的耗能作用将房屋的简谐振(震)动的幅度逐渐减小,直至停止,这样既起到隔离地震的作用又限制了结构的过大水平位移,同时还可以防止房屋无休止的简谐振(震)动,这就是隔震技术的演变过程。

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