Master Ding Jiemin: razvoj in uporaba tehnologije potresne izolacije in odvajanja energije

Kitajska ima široko porazdelitev potresnih regij in resnih nesreč v potresu. Za gradbene strukture potresne strukture vključujejo predvsem tradicionalne toge strukture, duktilne strukture ter potresno izolacijo in strukture za odvajanje energije. Tradicionalna toka struktura sprejme pristop "trde odpornosti", ki zahteva veliko količino gradbenih materialov. Čeprav lahko duktilna struktura doseže cilj oblikovanja strukturne varnosti pod velikimi potresi, še vedno obstajajo težave, kot so huda poškodba potresa in težave pri popravilu. Seizmična izolacija in strukture za odvajanje energije so zdržale test večjih potresov in pokazale dobro potresno delovanje. Trenutno se tehnologije potresne izolacije in odvajanja energije na Kitajskem uporabljajo predvsem posamično in v aplikacijskih oblikah primanjkuje inovacij. Japonska je začela sprejemati kombinirane tehnologije potresne izolacije in odvajanja energije in dosegla dobre potresne rezultate. Kombinirane tehnologije za seizmično izolacijo in odvajanje energije vključujejo tehnologijo kombiniranja energije in kombinacijo disipacije energije in tehnologije potresne izolacije. Ta članek najprej na kratko uvede klasifikacijo, razvoj in inženirsko uporabo potresne izolacije in tehnologij za odvajanje energije. Nato v kombinaciji z značilnostmi štirih značilnih inženirskih primerov, ki jih je zasnoval avtor, globoko uvaja oblikovalske ideje, metode uporabe in učinke odvajanja energije kombiniranih tehnologij za seizmično izolacijo in odvajanje energije. Vidimo, da lahko racionalna kombinacija disipacije energije in potresne izolacijske tehnologije v celoti daje v celoti igranje zmogljivosti za odvajanje energije potresnih naprav za izolacijo in odvajanja energije ter še izboljša seizmično delovanje gradbenih struktur.

Kitajska se nahaja med krožnim pacifiškim vulkanskim seizmičnim pasom in evrazijskim seizmičnim pasom in je ena od držav z najresnejšimi potresnimi nesrečami na svetu. Seizmične dejavnosti na Kitajskem so v petih regijah distribuirane predvsem v 23 potresnih conah. Med njimi se območja z intenzivnostjo 7 stopinj (0,15 g) in več imenujejo potresna območja z visoko intenzivnostjo. Delež porazdelitve večjih mest na Kitajskem v seizmičnih conah z visoko intenzivnostjo je približno 31% (slika 1). Vidimo, da se razvoj urbanizacije na Kitajskem sooča s hudimi seizmičnimi utrjevanji.

[Slika 1 Delež večjih mest na Kitajskem v različnih območjih intenzivnosti]

Reprezentativna mesta različnih intenzivnosti potresnih utrditve so prikazana v tabeli 1. Iz tabele 1 je razvidno, da so potresna območja visoke intenzivnosti na Kitajskem predvsem na jugozahodu, severozahodu in osrednjih regijah. Projekti, ki se nahajajo na območjih ocen 1 - 3 in v 7 - stopinjskih conah s slabimi pogoji mesta (na primer Šanghaj, kjer ima značilno obdobje mesta tg {{6} s) visoke - standardne zahteve za potresne tehnologije.

Tabela 1 Razvrstitev ravni potresne odpornosti na Kitajskem

Seizmične strukture na Kitajskem vključujejo predvsem štiri strukturne oblike: toge potresne strukture, duktilne seizmične strukture, energijo - odvajajoči se in seizmične - reducirajoče strukture in seizmične - izolacijske strukture, kot je prikazano na sliki 2.

[Slika 2 Glavni sistemi potresne strukture na Kitajskem]

Toga seizmična struktura sprejme pristop "trde odpornosti" in izboljša potresno delovanje s krepitvijo strukturne moči in togosti, zato zahteva veliko količino gradbenih materialov. Duktilna seizmična struktura sprejme koncept oblikovanja "močnih stolpcev, šibkih žarkov, močnega striženja, šibkega upogiba in močnih sklepov, šibkih sestavnih delov", tako da lahko struktura ohrani določeno duktilnost pod delovanjem potresa in doseže cilje oblikovanja "treh ravni in dveh stopenj". Energetska - disipacijska in seizmična - zmanjševanje struktur in seizmične - izolacijske strukture izboljšujejo seizmično delovanje strukture z nastavitvijo energije - razprševalne naprave ali seizmične - izolacijske naprave v glavni strukturi, da se razpršijo ali izolirajo seizmični vnos energije v strukturo.

Pogosto uporabljena energija - razprševalne naprave vključujejo kovinske blažilnike in viskozne blažilnike, kot je prikazano na sliki 3. Med njimi kovinski blažilniki pripadajo blazini, povezanim z premikom. Pod večkratnim delovanjem potresa razpršijo seizmično energijo z elastično - plastično histeretično deformacijo, ki nastane, ko kovinski material prinaša, kot so blagi - jekleni blažilniki in zaponka - zadržane naramnice. Viskozni blažilniki spadajo v hitrost - povezane blažilnike. Pod večkratnim delovanjem potresa uporabljajo značilnosti dušenja svojih viskoznih materialov za razprševanje potresne energije, kot so viskozni blažilniki tipa in viskozne blažilne stene.

[Slika 3Energija - razprševanje naprav]

Običajno uporabljene seizmične - izolacijske naprave vključujejo laminirane gumijaste ležaje (slika 4 (a), (b)) in drsne ležaje (slika 4 (c), (d)). Oba imata veliko navpično togost, da nosita ogromno težo zgornje strukture, in razmeroma majhno vodoravno togost, da izoliramo potresno energijo v strukturo.

[Slika 4Seizmične - izolacijske naprave]

Kombinirana tehnologija seizmične izolacije in odvajanja energije je inovativna oblika uporabe tehnologij potresne izolacije in odvajanja energije, ki vključujejo predvsem dve vrsti: tehnologijo kombiniranja z energijo in kombinacijo disipacije energije in tehnologije potresne izolacije.

Kombinirana tehnologija za odvajanje energije je racionalno kombiniranje in uporabo več energijskih naprav v skladu z deformacijskimi značilnostmi strukture in zahtevami zasnove strukture, ki temelji na potresni zmogljivosti, daje vso igro z energijskimi učinki različnih energijskih naprav - zmanjšati seizmično delovanje in izboljšati seizmično delovanje strukture. Njegova razvrstitev je prikazana na sliki 5.

[Slika 5 Shematski diagram klasifikacije pogosto uporabljenih kombiniranihEnergy - disipacijske tehnologije] 

TheTehnologija kombinacije odvajanja energijeje bil široko uporabljen v številnih večjih projektih in dosegel dobre potresne rezultate. Na primer, Center za konvencijo in razstavo jezera Yunnan Dianchi, projekt okrepitve in prenove v Tibetu, sedež Nikken Sekkei Tokyo in stolp Sen v Sendaiju na Japonskem. Stavba sedeža Nikken Sekkei Tokyo se nahaja v Sakuradi - Bashi, Chiyoda - Ku, Tokio, Japonska (slika 6). To je okvirna zgradba s konstrukcijo z višino 60m, 1 kletno nadstropje, 14 nad - pritličjem in skupno gradnjo 20.581m². Stavba sprejme kombinirano tehnologijo za odvajanje viskoznih sten, zadrževane naramnice. Energija - razprševalne naprave in njihove postavitve so prikazane na slikah 7 - 9. Viskozne stene blažilnika delujejo pod manjšimi in zmernimi potresi in vetrnimi obremenitvami, medtem ko zaponke - zadržane naramnice delujejo pod zmernimi in večjimi potresi. Z mešanjem dveh vrst energije - razprševalne naprave lahko strukturno razmerje dušenja pod zmernimi potresi doseže dvakrat več kot pod manjšimi potresi. Ko je stavba 11. marca 2011 doživela potres Velike vzhodne Japonske, so viskozne blažilne stene in zadrževane naramnice učinkovito igrale svojo energijo - disipacijo in seizmično - zmanjšuje vloge, glavna zgradba stavbe pa je ostala nedotaknjena. Stolp SEN v Sendaiju na Japonskem ima skupno višino stavbe 206,69m in sprejme kombinirano tehnologijo odvajanja viskoznih sten blažilnikov + blažilnikov trenja. Viskozne stene blažilnika delujejo pod manjšimi in večjimi potresi, trenje pa blaži le pod velikimi potresi.

[Slika 6 Gradnja sedeža Nikken Sekkei Tokyo]

[Slika 7 Damper viskozne tekočine]

[Slika 8 Zasmrtje - zadržana naramnica]

[Slika 9 Postavitev energije - razprševanje naprav v sedežni zgradbi Nikken Sekkei Tokyo]

Kombinacija disipacije energije in tehnologije potresne izolacije pomeni, da so na podlagi sprejemanja potresne izolacijske tehnologije za strukturo, naprave, ki razpršijo energijo, razporejene v ali zunaj seizmične izolacijske plasti, da se še bolj zmanjšajo potresno delovanje in izboljšajo potresno delovanje strukture. Njegova razvrstitev je prikazana na sliki 10.

[Slika 10 Shematski diagram klasifikacije pogosto uporabljenih tehnologij kombinirane seizmične izolacije in odvajanja energije]

Kombinacija disipacije energije in tehnologije potresne izolacije se širše uporablja. Suhao Ginza v Suqianu, Jiangsu je okvir - strižna - stenska zgradba z višino 80m, 2 kletnimi nadstropji, 20 nad - pritličja in skupno gradbišče 67.000m². Njegove arhitekturne upodabljanja so prikazane na sliki 11. Stavba sprejme kombinirano seizmično izolacijo in odvajanje energije internacijske seizmične izolacije + v - razpršitvi energije zgodbe (viskozni blažilniki). V seizmični izolacijski plasti so nameščeni naravni gumijasti ležaji, svinec - jedrni gumijasti ležaji in viskozni blažilniki. 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 Seizmični - zmanjšanje učinka.

[Slika 11 Arhitekturne upodabljanja Suhao Ginza v Suqianu, Jiangsu]

[Slika 12 Shematski diagram lokacije seizmične izolacijske plasti v Suhao Ginza v Suqianu, Jiangsu]

Poleg tega stavba sedeža Tokio Kiyomizu na Japonskem sprejme oblikovalsko shemo osnovne izolacije + v - zgodbe o energiji (viskozni blažilniki); Stavba Nihonbashi v Tokiu sprejme oblikovalsko shemo medsebojne seizmične izolacije + odvajanja energije v nižji strukturi (viskozne stene blažilnika); In stavba koncertne dvorane Osaka Nakanoshima na Japonskem sprejema oblikovalsko shemo medsebojne seizmične izolacije + razprševanje energije v zgornji strukturi (viskozni blažilniki), ki so dosegli dobre energijske - disipacijske učinke.

V tem razdelku izberete dva primera kombinacije energije - disipacije, ki jih je zasnoval avtor. V kombinaciji z značilnostmi projekta na kratko uvaja oblikovalske ideje in metode kombiniranih energijskih - disipacijskih struktur ter naredi primerjalno analizo zmogljivosti energije - disipacije in seizmične - zmanjšanje učinkov struktur z in brez energije - za razprševanje naprav za inženirstvo.

2.1.1 Pregled projekta
Konvencija in razstavni center S2 iz jezera Yunnan Dianchi ima višino stavbe 250m in skupno gradbišče 130.000m². Njegov arhitekturni videz je prikazan na sliki 13.

[Slika 13 Arhitekturne upodabljanja S2 iz konvencije in razstavnega središča jezera Yunnan Dianchi]
S2 konvencije in razstavnega središča S2 Yunnan Dianchi jezero sprejema konstrukcijski sistem jeklarskih okvirjev, ojačanih betonskih okvirjev + betonske jedra stene + pasove. Pasovi so razporejeni 22., 33. in 42. nadstropja, kot je prikazano na sliki 14.

[Slika 14 Shematski diagram strukturnega sistema S2 konvencije in razstavnega središča jezera Yunnan Dianchi jezera]

2.1.2Shema za zmanjšanje energije - razprševanje in seizmično
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 Tehnologije "in" Ko je sprejeta zasnova energije - je treba bistveno izboljšati potresno zmogljivost stavbe, razmerje med horizontalnim premikom energije - razprševanje strukture do ne -energijske strukture pod redkim ukrepom potresa bi moralo biti manj kot 0,75 ".
S2 konvencije in razstavnega središča S2 Yunnan Dianchi jezera se nahaja v seizmičnem območju z visoko intenzivnostjo 8 stopinj (0,2 g) in bi moral sprejeti energijo - distribucijo in seizmično - zmanjšanje tehnologij za izboljšanje potresne učinkovitosti strukture. 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 33. nadstropja; Viskozne stene z blažilniki so razporejene 26. - 40 th nadstropja; Kovinska energija - razprševalne sklopke so razporejene v smeri x - v 26. - 40 th nadstropjih in v y - smeri v 6. - 19 th nadstropjih in 31. - 40 th nadstropij; Zamenjane naramnice so razporejene 22., 33. in 42. nadstropja.

[Slika 15 Shematski diagram strukture energije - razprševalne naprave v S2 konvencije in razstavnega središča jezera Yunnan Dianchi]

2.1.3 Seizmični - zmanjšanje učinka
Število energijskih naprav v projektu in njihovi pogoji za odvajanje energije so prikazane v tabeli 2. Med njimi so viskozni - blažilniki in viskozni - blažilne stene razpršijo energijo pod manjšimi, zmernimi in večjimi potresi; Kovinska energija - razprševanje sklopk in zaponka - zadržane naramnice zagotavljajo le togost pod manjšimi potresi in vstopajo v stopnjo donosa in energije - razprševanje v zmernih in večjih potresih, kar zagotavlja potresno delovanje strukture pod zmernimi in glavnimi potresi. Ko se seizmična intenzivnost povečuje, jeklene sklopke in zadrževane naramnice postopoma sodelujejo pri odvajanju energije (slika 16), dodatno razmerje dušenja strukture pa se poveča, kar učinkovito zagotavlja potresno delovanje konstrukcije.

Tabela 2Pogoji odvajanja energije - naprave za odvajanje

[Slika 16 Energy - Pogoji razprševanja S2 konvencije in razstavnega središča jezera Yunnan Dianchi v različnih potresnih pogojih]

2.2.1 Pregled projekta
Vzhodni paviljon Šanghajskega muzeja ima višino stavbe 45 m, 2 kletna tla, 6 nad - pritličjem in skupno gradbišče 104.000m². Velikost ravnine je 105m × 182m. Njegov arhitekturni videz je prikazan na sliki 17.

[Slika 17 Arhitekturne upodabljanje vzhodnega paviljona Šanghajskega muzeja]
Na podlagi značilnosti muzejske stavbe je bil v predhodni fazi predlagan togi konstrukcijski sistem "jeklenih betonskih stebrov + jeklenih žarkov + jeklene naramnice", da bi dosegli prožno arhitekturno postavitev. Tipična strukturna postavitev ravnine je prikazana na sliki 18.

[Slika 18 Značilna strukturna postavitev sheme toge - strukture]

2.2.2 Energija - razprševanje in seizmično - shema zmanjšanja

Projekt ima naslednje značilnosti:

1) Vzhodni paviljon Šanghajskega muzeja je dodatni muzej velikega obsega z življenjsko dobo oblikovalske službe 100 let, potresno dejanje pa je treba okrepiti s 1.3 - 1.4 krat;

2) Kulturne relikvije, zbrane v muzeju, so dragocene, zato je treba sprejeti učinkovite ukrepe za zaščito zbirk pred škodo med potresom;

3) Muzej ima bogat notranji prostor z veliko stolpcev - brezplačnimi velikimi prostori v strukturi, nekaj navpično - prodornih stebrov in velikih prostorov za razpon in velikimi - konzolni deskarji na vogalih.
Da bi zagotovili, da ima struktura dobre potresne zmogljivosti pod delovanjem potresa, se šteje, da je tehnologija energije - disipacije uvedena tako, da tvori kombinirani energijski sistem - razprševalni konstrukcijski sistem "jeklenih armiranih betonskih stolpcev + jeklene žarke + viskozne - zamašne stene + omejene naramnice". Viskozne - damper stene razpršijo energijo pod manjšimi, zmernimi in glavnimi potresi, ki razpršijo potresno energijo in zmanjšajo potresno delovanje na glavni strukturi; Zamenjane naramnice zagotavljajo togost pod manjšimi in zmernimi potresi, da ustrezajo stranskim zahtevam strukture in donosa za razprševanje energije v večjih potresih. S kombinirano uporabo viskoznih - blažilnih sten in zadrževanih naramnic ima struktura zadostno skupno togost in dober mehanizem za odvajanje energije. Tipična strukturna postavitev ravnine energije - disipacijsko in potresno - zmanjšanje sheme je prikazana na sliki 19.

[Slika 19 Tipična strukturna postavitev ravnineEnergija - Shema za odvajanje in potresno - zmanjšanje]
Na podlagi togega konstrukcijskega sistema energija - razprševalna in potresna - shema zmanjšanja nadomešča stranske - odporne jeklene naramnice z zadrževanjem - zadrževanimi naramnicami in v kombinaciji z oblikovanjem arhitekturne funkcije dodaja viskozne stene za blažilnike v ustreznih položajih.

2.2.3 Seizmični - zmanjšanje učinka
Tabela 3 prikazuje rezultate primerjalne analize potresne strukture in strukture, ki se razprši in seizmično - zmanjšuje. V primerjavi s seizmičnim konstrukcijskim sistemom "Jeklenih armiranih betonskih stebrov + jeklenih žarkov

(1) Osnovna strižna sila
Po namestitvi viskoznih sten dušenja in opornice, ki so omejene z zaponkami, se osnovna strižna sila zmanjša za približno 20%.
(2) Razmerje med obdobjem in dušenjem
Obdobje sheme disipacije energije in seizmičnega zmanjšanja se do neke mere poveča v primerjavi s togo shemo. Medtem se razmerje dušenja strukture pod pogostimi potresi poveča s 4% na 6,3%.
(3) strukturno odvajanje energije
Zmogljivost strukturne energijske disipacijske zmogljivosti energijske disipacije in seizmične sheme zmanjševanja je znatno izboljšana. Poleg tega je odvajanje energije potresnih redukcijskih naprav približno polovico pod velikimi potresi, kar lahko učinkovito zmanjša škodo strukturnih komponent. Slika 20 prikazuje strukturno odvajanje energije pod manjšimi, zmernimi in večjimi potresi.

△ Slika 20 Energijska razpršitev vzhodnega paviljona Šanghajskega muzeja v različnih potresnih pogojih

Izbrana sta dva primera kombinacije odvajanja energije in potresne izolacije, ki ju je zasnoval avtor. V kombinaciji z značilnostmi projekta so na kratko uvedene ideje za oblikovanje kombiniranih seizmičnih izolacijskih in energijskih struktur ter naravna vibracijska obdobja, učinkovitost zmanjševanja potresne zmanjšanje ter zmogljivosti za odvajanje energije s strukturami z in brez potresne izolacije in naprave za razprševanje energije in analizirane za reference inženirskih oblikovalcev.

3.1.1 Pregled projekta
Prva faza stavbe sedeža podeželskih komercialnih bank Kašgar ima višino stavbe 86 m, 1 kletno nadstropje, 19 nad - pritličje in skupno gradbišče 35.000m². Podij in glavni stolp sta ločena s sklepom. Njegov arhitekturni videz je prikazan na sliki 21. Glavni stolp projekta sprejme strukturni sistem ojačanega betonskega okvirja - jedrna cev, kot je prikazano na sliki 22.

[Slika 21 Arhitekturno upodabljanje stavbe sedeža podeželskih komercialnih bank Kashgar]

[Slika 22 Strukturni sistem stavbe sedeža podeželskih komercialnih bank Kašgar]

3.1.2 Kombinirana shemaOdvajanje energije in seizmična izolacija
Strukturne oblikovalske značilnosti stavbe sedeža podeželskih komercialnih bank Kašgar so naslednje: 1) Načrtovano gradbeno območje projekta ima seizmično intenzivnost utrjevanja 8 stopinj (0,3 g), ki pripada seizmičnemu območju z visoko intenzivnostjo, z visokimi zahtevami za strukturno potresno uspešnost; 2) Fasada stavbe mora biti čim bolj prozorna in perifernih strižnih sten ni mogoče nastaviti.
Zato je upoštevana tehnologija seizmične izolacije, viskozni blažilniki pa so nameščeni v seizmični izolacijski plasti, da se zmanjša potresno delovanje na zgornji strukturi, zagotovijo, da ima zgornja struktura dobro potresno delovanje in dosežejo ciljni cilj zmanjšanja potresne intenzivnosti zgornje strukture za eno stopnjo.
Seizmična izolacijska plast je nameščena pod kletno talno ploščo in nad zgornjo ploščo temelje. V seizmični izolacijski plasti je razporejenih 34 seizmičnih izolacijskih ležajev (23 glavnih gumijastih ležajev (LRB) in 11 naravnih ležajev (LNR)) in 16 viskoznih blažilnikov (VFD). Postavitev je prikazana na slikah 23 in 24.

[Slika 23 Postavitev načrtaSeizmični izolacijski ležaji]

[Slika 24 3 d Shematski diagramSeizmična izolacijska plast]

3.1.3 Učinki kombinacije disipacije energije in potresne izolacije
(1) Obdobje
Primerjava strukturnih obdobij z in brez potresne izolacijske naprave je prikazana v tabeli 4. Seizmična izolacijska shema razširja strukturno obdobje za približno 2,5 -krat z nastavitvijo seizmične izolacijske plasti in tako učinkovito zmanjša seizmično delovanje.

Tabela 4 Primerjava strukturnih obdobij z in brez potresne izolacijske naprave
(2) koeficient seizmičnega redukcije
Po izračunu je največji koeficient seizmičnega zmanjšanja zgodbe strižne sile pod potresom utrdbe 0,34, največji koeficient seizmičnega zmanjšanja zgodbe pa je 0,35. Oba sta manjša od 0,38 (z nastavitvijo blažilnikov), določenih v "kodi za seizmično oblikovanje stavb" (GB 50011 - 2010) (izdaja 2016) [15] (na kratko se imenuje seizmična oblikovalska koda). Glede na potresno oblikovalsko kodo je mogoče izvesti z zmanjšanjem potresne intenzivnosti z eno stopnjo.
(3) strukturno odvajanje energije
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 struktura, kar močno zmanjša vnos potresne energije v zgornjo strukturo.

[Slika 25Odvajanje energijepod redkim potresom]

3.2.1 Pregled projekta
Mednarodni kongresni center Xi'an Silk Road ima višino stavbe 60 m, 2 kletna tla, 3 nad - pritličjem in skupno gradnjo 207.000m². Njegov arhitekturni videz je prikazan na sliki 26.

[Slika 26 Arhitekturne upodabljanje mednarodnega kongresnega centra Xi'an Silk Road]
Zgornja struktura stolpa sprejme velikanski strukturni sistem jeklenega okvirja. Ogromni stebri so sestavljeni iz 20 navpičnih podpornih jeklenk, orjaški tramovi pa so sestavljeni iz talne plošče 4m -visoke jeklene trune in strešne plošče s 4,5 m - visokimi jeklenimi trupi, kot je prikazano na slikah 27 in 28.

[Slika 27 Skupni strukturni odsek]

[Slika 28 Vertikalni prometni cilindri (20)]

3.2.2 kombiniranoSeizmična izolacijaShema
Strukturne oblikovne značilnosti mednarodnega kongresnega centra Xi'an Silk Road so naslednje: 1) Projekt se nahaja v seizmičnem območju z visoko intenzivnostjo 8 stopinj (0,2 g), z velikimi zahtevami za strukturno potresno delovanje; 2) Konstrukcija sprejema velikanski konstrukcijski sistem jeklenega okvirja, zgradba pa ima veliko velikih in velikih - konzolnih prostorov. Potrebni so učinkoviti ukrepi za zagotavljanje potresne zmogljivosti velikanskega okvira; 3) Struktura ima velik razpon in težko obremenitev tal. Gravitacijska obremenitev močno vpliva na velikost komponent. Hkrati ima celotna struktura zelo majhno razmerje med višino - do širino (0,32), kar ima za posledico razmeroma veliko vodoravno togost zgornje strukture.
Na podlagi zgornjih značilnosti projekta je sprejeta seizmična izolacijska shema na vrhu stolpcev na prvem kletnem dnu. Seizmična izolacijska plast uporablja kombinacijo ležajev v naravni gumi + svinca - jedrne gumijaste ležaje + drsni ležaji + viskozni blažilniki, dosežejo oblikovalski cilj zmanjšanja potresne intenzivnosti zgornje strukture za eno stopnjo in močno zmanjšanje potresnega delovanja na velikanskem okvirju.
Skupno 74 svinčenih - jedrnih gumijastih ležajev (LRB), 96 naravnih gumijastih ležajev (LNR), 356 elastičnih drsnih ležajev (ESB/SB) in 32 viskoznih tekočih blažilnikov (VFD) so razporejene v seizmični izolacijski plasti. Specifična postavitev je prikazana na sliki 29.

[Slika 29 Postavitev načrtaSeizmični izolacijski ležaji]

3.2.3 Učinki kombinirane seizmične izolacije
(1) Obdobje
Primerjava strukturnih obdobij z in brez potresnih izolacijskih naprav je prikazana v tabeli 5. Obdobje seizmične izolacijske strukture se razširi s 3.7 - 4.2 krat v primerjavi z neesizmično izolacijsko strukturo, kar je koristno, da se struktura ne drži stran od značilnega obdobja mesta in zmanjšuje seizmično delo in zmanjšuje seizmično delovanje.

Tabela 5 Primerjava strukturnih obdobij z in brez potresne izolacijske naprave
(2) koeficient seizmičnega redukcije
Po izračunu je največji seizmični koeficient strižne sile zgodbe pod potresom utrdbe 0,35, največji seizmični koeficient zmanjšanja zgodbe pa je 0,35. Oba sta manj kot 0,38 (z nastavitvijo blažilnikov), določenih v potresni oblikovalski kodi. Glede na seizmično oblikovalsko kodo je mogoče izvesti z zmanjšanjem potresne intenzivnosti ene stopnje.
(3) strukturno odvajanje energije
Energetsko odvajanje vsakega dela seizmične izolacijske plasti pod redkim potresom je prikazano na sliki 30. Rezultati analize energije - zgodovina analize v redkem potresu kažejo, da večina seizmičnega vnosa energije v seizmično izolacijsko strukturo razprši s seizmičnimi izolacijskimi ležaji in blažilniki. Med njimi je odvajanje energije seizmičnih izolacijskih ležajev 68%, odvajanje energije blažilnikov predstavlja 17%, skupno odvajanje energije seizmične izolacijske plasti pa 85%celotnega razprševanja energije strukture, kar močno zmanjša vnos seizmičnega energije v zgornjo strukturo.

[Slika 30 odvajanje energije pod redkim potresom]

(1) Seizmične cone z visoko intenzivnostjo so na Kitajskem široko razporejene, kitajska urbanizacija pa se hitro razvija. Za izboljšanje potresne uspešnosti in kakovosti stavb je treba sprejeti učinkovite potresne ukrepe.
(2) Tehnologije potresne izolacije in disipacije energije so dozorele in se široko uporabljajo v gradbenih strukturah (kot so zgradbe z visokim dvigom in veliki razpon), kar lahko učinkovito zmanjša potresno delovanje in izboljša potresno delovanje struktur.
(3) Iz dveh primerih kombiniranih tehnologij za disipacijo energije in dveh primerih kombinacije odvajanja energije in potresnih izolacijskih tehnologij je razvidno, da lahko po značilnostih projekta racionalno združujejo in uporabijo odvajanje energije in tehnologije seizmičnih izolacijskih tehnologij še izboljšajo strukturno zmogljivost in dosežejo osmih lastnosti ". Kombinirana uporaba tehnologij potresne izolacije in odvajanja energije bo zagotovo postala trend razvoja potresnega oblikovanja.

[1] Ding Jiemin, Wu Honglei. Vodnik za oblikovanje in inženiring uporaba struktur za seizmično izolacijo in odvajanje energije [M]. Peking: China Architecture & Building Press, 2018.
[2] Ding Jiemin, Wu Honglei. Inženirsko oblikovanje in uporaba viskozne tehnologije dušenja [M]. Peking: China Architecture & Building Press, 2017.
[3] Wu Honglei, Ding Jiemin, Liu Bo. Učinkovitost - zasnova in uporaba kombiniranih struktur za odvajanje energije za super visoke stavbe [J]. Časopis za gradbene strukture, 2020, 41 (3): 14 - 24.
[4] Wang Shiyu, Wu Honglei, Wu Hao. Uporaba hibridne tehnologije za odvajanje energije pri projektu okrepitve in prenove enega samega razpona okvirja [J]. Zgradba, 2020, 50 (S1): 405 - 410.
[5] Hiroaki Harada, Tatsumi Shinohara, Keita Sakakibara. Študija o dinamičnem obnašanju stavbe Nikken Sekkei Tokyo, opremljena s sistemi za odvajanje energije, ko jo je prizadel potres velike vzhodne Japonske leta 2011 [C] // Potek 15. svetovne konference o potresnem inženiringu. Lisboa, 2012.
[6] Shuichi Otaka, Masayuki Yamanaka, Shokichi Gokan in sod. Toranomon - Projekt območja Roppongi [C] // Zbornik 9. globalne konference Sveta za visoke zgradbe in mestni habitat. Šanghaj, 2012.
[7] Ding Jiemin, Tu Yu, Wu Honglei in sod. Raziskave aplikacij o kombinirani tehnologiji potresne izolacije in odvajanja energije na seizmičnih območjih z visoko intenzivnostjo [J]. Journal of Building Structures, 2019, 40 (2): 77 - 87.
[8] Zhang Zhengtao, Xia Changchun, Fan Rong in sod. Oblikovanje med - zgodbe o potresni izolaciji za suqian Suhao Ginza [J]. Gradbena struktura, 2013, 43 (19): 54 - 59.
[9] Dai Shimazaki, Kentaro Nakagawa. Seizmični izolacijski sistemi, ki vključujejo stene RC in montažne betonske obode [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2015, 4 (3): 181 - 189.
[10] Hisayoshi Kojimi, Sone, Tomohisa. Strukturna zasnova Tokio Nihombashi Tower [J]. Struktura: Journal of Japan Structure Consultants Association, 2015, 48 (12): 50 - 51, 12.
[11] Ken Okada, Satoshi Yoshida. Strukturna zasnova festivalnega stolpa Nakanoshima [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2014, 3 (3): 173 - 183.
[12] Posebno poročilo o potresni zasnovi S2 konvencije in razstavnega centra Kunming Dianchi Lake [R]. Šanghaj: Tongji Architecture Design (Group) Co., Ltd., 2018.
[13] Posebno revizijsko poročilo o potresni zasnovi novoustanovljenega projekta vzhodnega paviljona Šanghajskega muzeja (presega mejo visokega - vzpona) [R]. Šanghaj: Tongji Architecture Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[14] Poročilo o posebni analizi o seizmični izolacijski zasnovi stavbe sedeža podeželskih komercialnih bank Kašgar [R]. Šanghaj: Tongji Architecture Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Koda za seizmično oblikovanje stavb: gb 50011 - 2010 [s] . 2016 izdaja. Peking: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Raziskave aplikacij za tehnologijo potresne izolacije v mednarodnem kongresnem centru Xi'an Silk Road [J]. Časopis za gradbene strukture, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin je profesor in doktorski nadzornik na Univerzi Tongji, nacionalni magister inženirskih raziskav in oblikovanja, nacionalnega konstrukcijskega inženirja prvega razreda, višji pooblaščeni konstrukcijski inženir institucije strukturnih inženirjev (UK) in namestnik direktorja uredništva "Gradbena zgradba". Trenutno je glavni inženir Tongji Architecture Design (Group) Co., Ltd.
Leta 1990 je diplomiral na oddelku za strukturni inženiring univerze Tongji z doktorjem inženirskega študija. Dolgo se ukvarja s posvetovanjem z raziskavami in oblikovanjem zapletenih struktur in je dosegel bogate rezultate raziskav v zapletenih strukturah, kot so super -visoko - dvižne strukture in velike jeklene strukture. Osvojil je prvo nagrado Ministrstva za gradbeno znanost in tehnološki napredek, drugo nagrado Nacionalne nagrade za znanost in tehnologijo, posebno nagrado Šanghajske nagrade za znanost in tehnologijo, prvo nagrado Ministrstva za izobraževalno znanost in tehnološki napredek in posebno nagrado Architectural Society of China Science of Science and Technology Award. Sodeloval je tudi pri sestavljanju nacionalnih in šanghajskih oblikovalskih kod, kot sta "koda za potresno oblikovanje stavb" (GB 50011 - 2010) in "koda za oblikovanje prostorskih struktur" (dg/tj 08 - 52 - 2004). Dokončal je več kot 100 inženirskih projektov, vključno z visokim dvigom in super - visokim - vzponom, velikimi stadioni, kongresnimi in razstavnimi centri, velikimi gledališči in visokimi hitrostnimi prometnimi vozlišči, ter osvojil prvo in drugo nagrado Nacionalne nagrade za oblikovanje in oblikovalsko industrijo, ki je bila odlična nagrada za oblikovanje in oblikovalsko industrijo, in prvo in drugo nagrado za oblikovanje, ki je bila odlična nagrada za oblikovalsko zgradbo. Novembra 2017 mu je svetovni kongres konstrukcijskih inženirjev (SIWC) prejel nagrado za častno članstvo v življenjski dobi. Oktobra 2018 je v Veliki Britaniji osvojil zlato medaljo institucije strukturnih inženirjev (IScnette). Aprila 2019 je dobil nagrado za izjemni prispevek Sveta za visoke zgradbe in urbani habitat (CTBUH).

Ta članek je bil objavljen v 17. številki "Gradbena struktura" leta 2021 z naslovom "Razvoj in uporaba tehnologije potresne izolacije in odvajanja energije ". Avtorji so Ding Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu in Chen Changjia, enota pa je Tongji Architecture Design (Group) Co., Ltd.
Vir: zgradba konstrukcije

Novice s http://www.zjypxzx.com/c/ {2}/494488.shtml