建筑安全減災(zāi)設(shè)計新技術(shù)以抗震為例

1、會計學(xué)1建筑安全減災(zāi)設(shè)計新技術(shù)以抗震為例建筑安全減災(zāi)設(shè)計新技術(shù)以抗震為例第1頁/共58頁2第2頁/共58頁3提高結(jié)構(gòu)抗震安全策略思想的發(fā)展第3頁/共58頁一、隔震第4頁/共58頁5一、什么是工程隔震保護(hù) 在工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間，設(shè)置一種特殊裝置隔震層把結(jié)構(gòu)物和地面分開，隔離地震 能量向工程結(jié)構(gòu)傳遞， 減輕地震災(zāi)害。這就 是工程隔震保護(hù)。基礎(chǔ)地震波工程結(jié)構(gòu)特殊裝置地面第5頁/共58頁傳統(tǒng)房屋地震時 激烈晃動房屋加速度放大 100% 250%梁柱裂,內(nèi)部裝飾,設(shè)備破壞 隔震房屋地震時 緩慢平動(長周期)房屋加速度減少 100% 40%結(jié)構(gòu)彈性(變形集中在柔軟支座)保護(hù)結(jié)構(gòu) 和 內(nèi)部裝飾,設(shè)備隔震/不

2、隔震=1/6第6頁/共58頁7有基底隔震有基底隔震With base isolation無基底隔震無基底隔震Without base isolation 隔震器baseisolation房屋Building基礎(chǔ)Found-ation第7頁/共58頁央視一套科技博覽第8頁/共58頁9二、隔震保護(hù)原理第9頁/共58頁震源釋放出的大量能量，以地震波為載體進(jìn)行傳播，遇到不隔震的工程結(jié)構(gòu)則直接輸入到結(jié)構(gòu)中去。不隔震結(jié)構(gòu)地震能量流動震源第10頁/共58頁震源隔震結(jié)構(gòu)地震能量流動第11頁/共58頁12第12頁/共58頁13 “隔震”可將結(jié)構(gòu)周期延長2倍以上。從反應(yīng)譜知，周期延長，地震影響系數(shù)減小。 加速度反

3、應(yīng)譜（地震影響系數(shù)）周期第13頁/共58頁14阻尼器 +橡膠隔震支座隔震層由隔震支座、阻尼器等組成三、隔震層隔離工程結(jié)構(gòu)和地面的特殊裝置第14頁/共58頁15多種隔震型式: （1）基底隔震 （有地下室） （2）首層隔震 （無地下室） （3）層間隔震 （豎向不規(guī)則）第15頁/共58頁16支承工程結(jié)構(gòu)重量，隔離地震能量向結(jié)構(gòu)輸入。第16頁/共58頁17保護(hù)膠鉛芯鋼-橡膠復(fù)合材料體一層鋼板一層橡膠相間疊合第17頁/共58頁18橡膠隔震支座性能o 有較大的豎向剛度o 有較小的水平剛度o 能產(chǎn)生較大的水平位移o 阻尼較小第18頁/共58頁19國內(nèi)第一幢現(xiàn)代隔震房屋第19頁/共58頁20關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化之一

4、我國第一個建筑“隔震與消能減震”設(shè)計的國家標(biāo)準(zhǔn) 主持編制了國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范第12章“隔震與消能減震房屋” 第20頁/共58頁21我國第一個建筑隔震橡膠支座產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化之二產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化“建筑隔震橡膠支座”第21頁/共58頁22國際標(biāo)準(zhǔn)（2004）IsolationRubberBearing 橡膠隔震支座 ISO22762-1試驗方法ISO22762-2橋梁隔震支座ISO22762-3建筑隔震支座編制：日本，美國，中國 主編 （2001-2004)第22頁/共58頁23最高隔震建筑（after 椿） 50 層o 場所：Osaka Cityo 結(jié)構(gòu)： 地下1層，50 層，塔樓2層o

5、高度：結(jié)構(gòu)168.5m (最高177.4 m)o 平面尺寸： 40.6m x 29.3o 高寬比：4.2（短邊）， 5.7（長邊）o 竣工：2006年12月第23頁/共58頁24隔震設(shè)計基本方法初步設(shè)計隔震支座的布置與選型計算水平減震系數(shù)（對應(yīng)多遇地震的情況，即采用隔震支座剪切變形為50%時對應(yīng)的水平剛度和等效粘滯阻尼比）隔震層水平位移驗算 隔震層下部結(jié)構(gòu)驗算 構(gòu)造要求 第24頁/共58頁25該項目產(chǎn)品應(yīng)用：GZP600-800281個GZY600-800129個第25頁/共58頁26隔震支座布置第26頁/共58頁第27頁/共58頁廣州地鐵第28頁/共58頁第29頁/共58頁徐州鳳凰山康居小區(qū)

6、南京鐵匠營小區(qū)第30頁/共58頁廣州科學(xué)中心第31頁/共58頁第32頁/共58頁烏魯木齊建材工業(yè)設(shè)計院岳陽華興電子設(shè)備廠第33頁/共58頁第34頁/共58頁35第35頁/共58頁36 1 減災(zāi)效果好，地震作用可減少80%； 2 結(jié)構(gòu)變形很小，不僅可保護(hù)結(jié)構(gòu)自身的安全，不損壞工程內(nèi)部設(shè)備，還可保護(hù)信息系統(tǒng)、有毒物品、珍貴文物的安全； 3 基本不中斷人的正常生活與服務(wù)，因而保證地震發(fā)生時，指揮、通訊、消防等部門和工程控制中心正常運(yùn)行。第36頁/共58頁37五、隔震保護(hù)經(jīng)受了地震考驗第37頁/共58頁38X X方向方向Y Y方向方向地地 面面辦公樓（不隔震）頂辦公樓（不隔震）頂實(shí)驗樓（隔震）頂實(shí)驗樓

7、（隔震）頂272.7272.7965.4965.4198.1198.1265.6265.6677.7677.7273.1273.1第38頁/共58頁隔 震不隔震第39頁/共58頁40第40頁/共58頁41第41頁/共58頁42第42頁/共58頁43o 咸陽西北國棉一廠家屬區(qū)有二幢隔震樓。1998年陜西涇陽4.8級地震時，家屬區(qū)其他房屋的住戶均從樓內(nèi)跑至樓下空地。唯這兩棟隔震樓內(nèi)住戶沒有震感，無一人往室外跑，其中一戶正在裝修，亦正常進(jìn)行。o 丹東隔震房屋在1999年遼陽地震中無震感，而不隔震房屋震感強(qiáng)烈。o 類似情況在云南、汕頭等地也已出現(xiàn)。中國隔震房屋的表現(xiàn)第43頁/共58頁麗江地震驗證（19

8、96年）第44頁/共58頁45甘肅武都縣 (地面加速度 0.17 g )3棟 砌體結(jié)構(gòu) 6 層隔震房屋:隔震房屋：振動緩慢 屋中家具、花瓶等完好 墻體無裂縫第45頁/共58頁46難以大量推廣比較適合于改善工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防能力二、消能減震與智能控制第46頁/共58頁47第47頁/共58頁48在結(jié)構(gòu)體系中融入消能器件阻尼器第48頁/共58頁49消能建筑東京議會大樓第49頁/共58頁50 可降低工程結(jié)構(gòu)地震作用30%以上。 對風(fēng)災(zāi)的控制效果更好。 可方便地進(jìn)行維修或替換第50頁/共58頁51第51頁/共58頁52第52頁/共58頁53提高結(jié)構(gòu)抗震安全策略思想的發(fā)展第53頁/共58頁54 “隔震”可將結(jié)構(gòu)周期延長2倍以上。從反應(yīng)譜知，周期延長，地震影響系數(shù)減小。 加速度反應(yīng)譜（地震影響系數(shù)）周期第54頁/共58頁55最高隔震建筑（after 椿） 50 層o 場所：Osaka Cityo 結(jié)構(gòu)： 地下1層，50 層，塔樓2層o 高度：結(jié)構(gòu)168.5m (最高177.4 m)o 平面尺寸： 40.6m x 29.3o 高寬比：4.2（短邊）， 5.7（長邊）o 竣工：2006年12月第55頁