隔震技术与传统抗震技术的区别及优点
结构抗震设计中的减震与隔震技术
结构抗震设计中的减震与隔震技术地震是自然界的一种常见灾害,给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。
因此,结构抗震设计成为了建筑工程中不可忽视的一个重要方面。
在结构抗震设计中,减震与隔震技术被广泛应用,以提高建筑物在地震中的稳定性和安全性。
本文将从减震与隔震技术的基本概念、实践应用和前景展望三个方面进行探讨。
1. 减震与隔震技术的基本概念减震与隔震技术是在结构抗震设计中采取的两种重要手段。
减震技术通过在结构中引入减震装置,吸收和减少地震能量的传递,从而减轻地震对建筑物的影响。
而隔震技术则是通过将建筑物与地基分离,使建筑物在地震中进行自由摆动,避免较大振动传递给建筑物。
这两种技术在地震中起到保护结构和提高建筑物稳定性的作用。
2. 减震与隔震技术的实践应用减震与隔震技术已经在世界各地的抗震设计中得到了广泛应用,并取得了显著效果。
例如,位于日本的东京湾海底隧道通过采用减震技术,成功地减少了地震对隧道的破坏风险。
此外,在高层建筑方面,许多国家采用了隔震技术,使得建筑物可以在地震中保持相对稳定,如洛杉矶的斯坦福大厦和台北的大楼等。
这些实践应用表明了减震与隔震技术在提高结构抗震性能方面的重要性。
3. 减震与隔震技术的前景展望随着科技的发展和对结构抗震能力要求的提高,减震与隔震技术将会得到更多的关注和突破。
在减震技术方面,研究人员正在不断改进减震装置的性能和耐久性,以更好地吸收地震能量。
而在隔震技术方面,随着地震工程领域的不断研究,新的隔震材料和结构形式也将不断涌现。
此外,与减震与隔震相关的智能材料、传感器和控制技术等领域的发展,也将为减震与隔震技术的进一步应用提供更多可能性。
结构抗震设计中的减震与隔震技术是建筑工程领域中重要的研究方向。
通过了解这些技术的基本概念、实践应用和前景展望,我们可以更好地认识到减震与隔震技术在提高建筑物抗震性能方面的重要性。
未来,随着技术的不断发展和应用的推广,减震与隔震技术必将为建筑工程的安全性和可持续发展做出更大的贡献。
地震工程中的隔震技术
地震工程中的隔震技术地震是一种自然灾害,给人类社会带来了巨大的破坏和损失。
为了减少地震对建筑物和基础设施的破坏,人们提出了各种防震减灾的技术和方法。
其中,隔震技术作为一种重要的地震减灾技术,在地震工程中发挥着重要作用。
本文将介绍地震工程中的隔震技术,包括隔震技术的原理、应用范围以及优缺点等方面。
一、隔震技术的原理隔震技术是指在建筑物的结构体系中设置一定数量的隔震装置,通过这些装置将建筑物与地基或地面隔离开来,使建筑物在地震作用下产生相对位移,从而减小地震对建筑物的影响。
隔震技术的基本原理是利用隔震装置的变形和能量耗散来减小地震作用对建筑物的影响,保护建筑物的结构和功能不受破坏。
隔震装置通常由橡胶、钢材、铅芯橡胶等材料制成,具有较好的变形能力和耗能性能。
在地震发生时,隔震装置可以吸收地震能量,减小地震作用对建筑物的传递,从而降低建筑物的震动响应,保护建筑物的结构完整性和安全性。
二、隔震技术的应用范围隔震技术广泛应用于各类建筑物和基础设施的抗震设计中,包括住宅、办公楼、桥梁、医院、学校等。
隔震技术可以有效减小建筑物在地震作用下的位移和加速度响应,提高建筑物的抗震性能,减少地震造成的破坏和损失。
在地震频繁的地区和重要设施中,隔震技术的应用尤为重要。
例如,日本作为地震频发的国家,大量采用隔震技术来提高建筑物的抗震性能。
在中国,隔震技术也逐渐得到推广和应用,为抗震减灾工作提供了重要技术支持。
三、隔震技术的优缺点隔震技术作为一种先进的地震减灾技术,具有许多优点。
首先,隔震技术可以有效减小建筑物的震动响应,降低地震对建筑物的破坏程度,保护人员生命财产安全。
其次,隔震技术可以提高建筑物的抗震性能,延长建筑物的使用寿命,减少维修和修复成本。
此外,隔震技术还可以提高建筑物的抗风性能,提高建筑物的整体安全性。
然而,隔震技术也存在一些缺点。
首先,隔震技术的成本较高,需要在建筑物设计和施工阶段进行充分考虑,增加了建筑物的投资成本。
隔振技术对建筑结构抗震能力的提升效果分析
隔振技术对建筑结构抗震能力的提升效果分析随着现代城市发展的速度不断提升,提高建筑结构的抗震能力成为了当下的重要课题。
在地震频繁的地区,建筑物的抗震性能不仅关乎人们的生命财产安全,也直接影响着城市的可持续发展。
因此,寻找一种有效的技术手段来提升建筑结构的抗震能力显得尤为重要。
隔振技术作为一种可行的选项,已经在实际工程中得到了广泛的应用和验证。
首先,我们需要了解什么是隔振技术。
隔振技术是一种通过设置隔振装置将建筑物与地震运动分离的方法。
隔振装置通常采用弹簧和阻尼器等材料,能够吸收和分散地震能量,从而减小结构的震动。
隔振技术的核心思想是通过改变结构的共振周期,降低地震能量对建筑物的影响,从而提高建筑物的抗震能力。
隔振技术对建筑结构抗震能力的提升效果主要体现在以下几个方面。
首先,隔振技术可以有效地减小建筑结构的震动幅度。
地震通常会引起建筑物剧烈的振动,给建筑结构及内部设施带来巨大的破坏。
而采用隔振技术后,隔振装置能够吸收部分地震能量,从而降低建筑物的震动幅度。
研究表明,隔振系统能够将建筑结构的振动幅度降低30%-70%以上,大大减轻了地震对建筑物的影响,提高了建筑结构的抗震能力。
其次,隔振技术能够有效地降低地震对建筑物的动力响应。
建筑结构在地震作用下会发生共振现象,产生巨大的动力响应,给建筑物带来巨大的破坏风险。
而隔振技术的应用能够改变建筑物的振动周期,使其发生共振的可能性降低,从而降低地震对建筑物的动力响应。
这使得建筑结构在地震作用下更加稳定,大大提高了抗震能力。
第三,隔振技术可以减少地震对建筑结构的损伤。
隔振装置能够吸收地震能量,减小地震对建筑结构的冲击力,从而有效降低了建筑物的损伤风险。
相比传统的抗震设计手段,隔振技术可以更好地保护建筑物的结构完整性,降低修复和维护成本,提高了抗震性能的可持续性。
此外,隔振技术还能够提高建筑物的功能性能。
隔振装置能够吸收和分散地震能量,减小建筑物的振动和噪声,提供更加舒适和安全的使用环境。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析在实际的建筑行业发展中,為了有效避免地震对建筑以及人民生命财产安全带来的影响,要对相应的隔震、消能减震等情况进行分析,同时与常规的抗震进行有效对比,做好最佳的抗震预防。
基于此,文章分别对三种防震方法进行分析,最后结合题目就隔震和消能减震与常规抗震之间进行对比分析,以期人们更好的开展防震工作。
标签:常规抗震;隔震;消能减震随着经济的快速发展,建筑行业蒸蒸日上,且在国民经济的发展中也越来越重要。
以此同时,随着建筑行业的发展,相关的安全预防措施也要予以充分的重视。
在实际的生活当中,为了避免地震给人们以及建筑行业带来巨大的经济损失,要对相关的防震举措予以充分重视,如此才能将其更好的应用在实际的工程建筑当中,为人们提供更多的安全保障。
1、常规抗震分析1.1原理延性抗震设计主要是利用一些结构部件的塑性变形来对地震能量进行消耗,从而实现一定的抗震作用,该种抗震的能量表达为Ein =ER +ED +ES ,其中ES 是主体结构和承载构件的不变弹性所消耗的能量;Ein 是发生地震时输入的结构能量;ED 是阻尼消耗的能量;ER 地震反应能量。
1.2特点(1)砌体结构。
该种结构相对较脆,实际的抗拉、康佳能力相对较弱,实际地震中的抗震于延性能也不理想。
砌体结构在地震中受到破坏的几率相对较大,具体因素主要与窗间承载力不足、施工不当、设计问题以及整体抗剪强度弱等有关。
在5.12地震中,由于建筑物的抗震设防性能较差,致使其中的很多砌体结构出现了一定的倒塌。
在海地的某些地区,由于实际砌体结构建筑并不具有一定的抗震措施,致使相关建筑出现了不同程度的坍塌。
(2)钢结构。
钢结构具有延性好、轻质高强以及环境污染小的特点,其缺点主要是很难确保实际施工质量,且有很多的节点。
在5.12地震中由于钢结构而造成的危害相对较轻,很多的轻屋房建设由于实际的屋架与屋面之间没有明确的固定,进而使得屋面板出现脱落。
2、隔震与消能减震2.1隔震(1)隔震的基本原理。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
者 的优 缺 点 进 行 了 比较 和 分 析 。 相 对 于 常 规 抗 震 , 震 和 消 能 减 震 技 术 使 用 范 围 降 低 , 是 可 以减 少 结 构 损 伤 , 且 能 够 提 隔 但 并 高 结 构 安 全 性 和 减 震 效果 , 降低 工 程 的全 寿命 周 期 成 本 。为 了达 到 建 筑 结 构 ( 其 是 中 小 学 建 筑 和 救 灾 关 键 建 筑 ) 大 震 性 尤 的 能 目标 , 震 、 能减 震 设 计 同 常 规 抗 震 设 计 相 结 合 的 方 法 将 是 一 个 更 加 合 理 的抗 震 设 计 方 法 , 可 以 使 设 计 出 的 建 筑 物 同 隔 消 它 时 满 足 安 全 、 用 和 经 济 的要 求 , 得 在 我 国地 震 多 发 地 区 推 广 应 用 。 适 值
[ 章 编 号 】 10 —4 2 2 1 )20 5 -7 文 0 28 1 (0 10 -000
隔 震 和 消 鹾 濂 震 与 常 规 抗 震 昀 对 比 分 析
侯 立群 , 事 尔, 董 高玉 云 , 刘 扬 , 龙 ( 肖 西南石油大学 建筑工程学院, 成都 60 0 四川 1 0) 5
[ 键 词 ] 抗 震 ; 震 ; 能 减震 ; 筑 结 构 关 隔 消 建
[ 图分 类 号 ] T 32 1 中 U 5 .
[ 献标识码 】 A 文
C o pa a i e m r tv A n l ss f V i a i n s l to En r y a y i o br to I o a i n e g Dispa i n n C o v n i na A nt- s i to a d n e to l i
减隔震技术与传统技术对比
减隔震技术与传统技术对比支架对于我们来说并不陌生,在生活的每个角落,只要你稍加注意,就会有支架的出现,下面南通正道就详细为你介绍一下减隔震技术和传统技术对比。
普通新建项目对比:采用采用减隔震技术:(1)工作原理:增加结构耗能能力,吸收/隔离地震能量(2)结构特点:基础抗震要求较低;梁,柱,墙尺寸较小;配筋量较小;增设阻尼器或隔振器(3)使用特点:设计难度大,计算复杂;有效使用空间大;(4)工期与造价:可适当缩短工期,高烈度区可降低造价采用传统抗震技术:(1)工作原理:提高自身刚度,抵抗地震量(2)结构特点:基础抗震要求较高;梁,柱,墙尺寸较小;配筋量较大(3)使用特点:设计方法普及;有效使用空间小;(4)工期与造价:常规工期,高烈度区造价较高普通加固项目对比表:采用采用减隔震技术:(1)加固原理:增加结构耗能,吸收/隔离地震能量(2)主要工作量:基础无需加固;受损节点修复加固;增设阻尼器或隔振器(3)方案特点:设计难度大,计算复杂;等效解决抗震构造问题对使用空间影响小;拆除/恢复工作量小;施工技术要求高,需专业单位完成;业主使用不受大的影响(4)施工工期:工期短,可展开立体施工,适合紧工期项目(5)工程造价:提高节后设防烈度时,造价低于常规加固采用传统抗震技术:(1)加固原理:提高自身刚度,抵抗地震能量(2)主要工作量:基础开挖/加固;受损节点修复加固;每层大多数梁,柱加固;截面/配筋不够增设剪力墙(3)方案特点:设计方法普及;无法解决抗震构造问题;对使用空间影响大;拆除/恢复工作量大;普通加固单位可完成;业主需搬离;(4)施工工期:工期较长,通常有基础开始,逐层向上施工(5)提高结构设防烈度时抗震加固造价通常超过新建造价的70%这些年来支架没有收到应有的重视,究其原因还是支架存在很多问题,我们需要对支架现阶段发现的各种由于各方面导致的不足,想办法来进行改进和优化,并且还要在本行业的基础上进行更新。
层间隔震技术评述
层间隔震技术利用的是地震波在不同介质之间传播时产生的反射和透射现象。 当地震波通过隔震层时,由于材料的阻尼和弹性性质,地震波的能量得到消耗和 减弱,从而减小了对上部结构的影响。此外,隔震层的水平刚度较低,可有效降 低结构在地震作用下的位移和加速度,提高结构的抗震性能。
在实际应用中,层间隔震技术具有以下优点和不足。优点方面,首先,该技 术可显著提高结构的抗震性能,有效降低地震引起的结构破坏。其次,层间隔震 技术适用于各种类型的结构,如高层建筑、桥梁、厂房等,具有广泛的应用前景。
四、实践经验层间隔震体系在国 内外已有许多成功应用的案例
五、总结本次演示对层间隔震体 系的理论研究进行了详细探讨
参考内容二
引言
层间隔震体系是一种有效的地震工程策略,通过在建筑物楼层之间设置隔震 层来吸收和分散地震能量,从而降低地震对建筑结构的影响。这种体系的出现为 现代建筑地震安全性提供了新的可能性。本次演示将深入探讨层间隔震体系的减 震机理和减震性
综上所述本次演示对层间隔震技术的评述,可以得出以下结论。层间隔震技 术是一种有效的地震工程手段,可显著提高结构的抗震性能,降低地震引起的结 构破坏。然而,该技术在实际应用中也存在一些局限性,需要进一步研究和改进。
未来的研究方向和意义包括深入研究隔震材料和系统的可靠性问题开展更多 的实际工程应用研究。
能,旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
减震机理
层间隔震体系的减震机理主要依赖于隔震层的设置。隔震层通常由具有高阻 尼特性的材料构成,如橡胶、聚乙烯等高分子材料。当地震发生时,这些材料可 以有效地吸收和分散地震能量,减少地震对上部结构的影响。此外,合理的几何 形状和尺寸设计
以及上部结构的优化也是层间隔震体系减震性能的重要因素。
基础隔震技术原理和发展优势
基础隔震技术的原理和发展优势中图分类号:p315文献标识码: a 文章编号:我国是世界上地震活动最强烈的国家之一。
中国处在全世界最活跃的欧亚地震带和闻名世界且同样活跃的太平洋地震带之间。
要同时受到东、南、西、北多个方向的挤压。
其中起主要作用的就是太平洋板块向西移动的力,欧洲板块向东移动的力以及印度洋板块向北移动的力。
从历史记载上看,全国除个别省份外,大部分地区都发生过比较强烈的破坏性地震。
特别是离我们最近一次发生的汶川地震,2008年5月12日,四川省汶川发生8.0级罕遇地震,震中映绣镇最大烈度达11度。
此次地震殃及130多个县市,重灾区14个县市,其中部分县镇被移为平地。
此次造成69226人遇难,778.91万间房屋倒塌,震中地区周围的16条国道、省道公路以及宝成线等6条铁路干线受损中断,次生灾害山体崩塌、滑坡、泥石流频发,直接经济损失高达8700亿人民币。
如何更好的保护人民生命财产安全,提高房屋的抗震能力一直是工程设计人员钻研的课题,基于传统抗震设计中的一些弊端和不足,科学工作者研究和发展了一种新的抗震方法——建筑隔震。
1、基础隔震的工作原理基础隔震结构体系,就是指在结构的底部与基础面之间,设置某种隔震装置而形成的结构体系。
主要包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。
在基础和上部结构之间设置的隔震装置,能够使结构在基础面上柔性滑动,从而使得结构体系的自振周期得到加长,进而远离场地的卓越周期。
最终把地面震动隔开,有效地降低了结构的加速度反应。
地震发生时,通常地面运动加速度的卓越周期在之间。
传统抗震结构的基本自振周期一般是在之间。
传统抗震结构的基本周期正好处在地震输入能量最大的频段上,因此其加速度反应比地面运动放大若干倍。
基础隔震结构的自振周期一般可延长到4.os左右,这样就会更远离地震动卓越周期,使得上部结构的地震反应会明显减小。
因为基础隔震结构的反应主要是以第一振型为主,该振型不与其他振型耦连,所以整个上部结构类似于一个刚体,加速度沿结构高度的分布是接近于均匀的。
隔震技术与传统抗震技术的区别及优点
隔震技术与传统抗震技术的区别及优点传统建筑把上部结构和基础牢固地连接在一起,这样地震时地面运动的能量就经过基础传输到上部结构,使结构发生振动和变形,当结构受力超过其结构强度时,便发生破坏甚至倒塌。
为了抵抗地震的破坏,传统建筑物抗震技术是通过增大梁柱截面的尺寸、增加梁柱配筋和提高建筑材料强度等方法来实现。
但这种以刚克刚的办法会导致结构刚度越大,向上部结构传递的地震作用越强的结果。
简单地说,传统建筑的抗震思想可以概括为“以刚制刚”。
建筑隔震技术不同于传统的抗震技术,其“灵魂”是“以柔克刚”。
目前工程界最常用的叠层橡胶支座隔震系统一般是在基础和上部结构之间,设置专门的橡胶隔震支座和耗能元件(如阻尼器和滑板支座等),形成刚度很低的柔性底层,称为隔震层,以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
相对于传统抗震技术,采用隔震技术更有以下优点:1、更安全可靠隔震建筑的设计目标是“双保护”不仅保证结构主体及非结构构件安全,同时要保证内部设备功能完好,地震后能够正常运转。
隔震结构的地震反应仅为传统抗震结构(非隔震结构)地震反应的1/6~1/3。
目前全世界已有6000多栋橡胶支座隔震建筑,有多栋隔震建筑经受了地震的考验,显示出良好的隔震效果。
2、更经济从短期和直接的经济投入角度分析:一方面,隔震结构增设某些装置(隔震支座等),增加了结构的造价;另一方面,由于采用隔震设计,主体结构所承受的地震作用大大减小,因此,构件截面减孝构件配筋减少、跨度增大和高度增加等等,减少了结构的造价。
对我国已有的隔震结构调查显示,隔震结构的造价与所在地区设防烈度、结构类型和结构层数等相关。
一般而言,在7度及以下地区采用隔震技术,造价会略有增加或基本持平,但结构会更加安全;而在7度以上地区采用隔震技术,在结构安全性得到极大提高的同时,还能显著降低工程造价。
从长期角度分析,即考虑到未来该建筑遭遇较大地震的情况。
隔震_消能减震结构与传统抗震结构的比较分析_李媛
中国科技信息2013年第10期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2013
DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2013.10.031
隔震、消能减震结构与传统抗震结构的比较分析
李媛 兰州资源环境职业技术学院,甘肃兰州 730021
1 传统抗震结构
传统抗震结构的基本原理是通过增强结 构本身的抗震性能(强度、刚度)来抵御地 震作用,即依靠结构本身和承重构件的损坏 来储存、转换和消耗地震能量[1]。在传统抗 震结构中,通常采取提高结构自身强度和刚 度,即加强结构、增大构件截面尺寸、加多 配筋,允许结构局部损坏(硬伤)的措施来 抵御地震作用,结构抗震能力主要取决于结 构的弹塑性变形能力与滞回环耗能能力,而 结构本身不具备自我调节的能力,可以说是 被动消极的抗震措施。1995年日本发生了震 惊世界的阪神地震,当时日本的主流思想就 是用所谓“硬抗”的方法来抵抗地震,即靠 一味提高结构的强度而非利用结构延性消能 思想来抵御地震作用,所设计出的梁柱截面 尺寸都非常大,但最终还是发生了大量的房 屋脆性倒塌。事实证明,此种只单纯依靠提 高结构强度的方式很难抵抗地震尤其是大震 带来的破坏,而且,大大加大了经济投入, 可谓得不偿失。
3 结语 综上所述,由于空气动力目标对窄带
(2)隔震、消能减震结构体系更为经 济。传统抗震结构主要是通过增设剪力墙、 加大结构构件截面尺寸或者增加配筋等途径 来提高结构的抗震能力,这将导致结构造价 增高。而隔震、消能减震结构是通过“柔性 消能”的方式减少结构的地震反应,主体结 构和消能装置分工明确,主体结构的承重构 件负责承受主要荷载,而消能装置并非承重 构件,仅承担为结构提供较大阻尼,耗散输 入结构的地震能量的作用,这样,一方面能 够减少结构构件的设置、断面和配筋,另一 方面由于消能装置的协调合作,耗散了一部 分地震能量,从而提高了结构整体的抗震安 全度。工程资料表明,采用消能减震结构体 系,对于新建建筑可以节省结构5%~10%的 造价;对于旧有建筑抗震加固改造可以节省 10%~60%的造价[4]。此外,在隔震、消能 减震结构中,主体结构不会受到损伤,震后 无需修复,具有明显的社会与经济效益。
浅谈建筑减震、隔震技术
浅谈建筑减震、隔震技术摘要:随着地球开始进入地震高发期,向一些重要的建筑物在地震中的安全性提出了更高的要求,如何实现建筑物在地震中只发生较轻微的移动和变形,从而保障建筑物的安全,已成为建筑领域一个重要的话题。
关键词:建筑减震;隔震垫前言:地震是一种常见的自然现象,是地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的震动。
中国处于欧亚板块的东南缘,与太平洋板块和印度板块相接,地质构造复杂,活动带与稳定区并存,总的来说,我国属于一个多地震的国家,存在着青藏高原地震区、华北地震区、华南地震区、新疆地震区和台湾地震区五大地震区。
自建国以来以上五个地震区均有发生过强烈地震的记录,其中最近一次是发生在2008年5月12日的汶川地震,地震强度8.0级,地震中遇难与失踪人数总和超过87000人,直接经济损失达8451亿元。
据分析,地震造成人员伤亡的直接原因是地表的破坏和建、构筑物的倒塌破坏造成,可以达到总伤亡人数的90%以上。
因此,如何使建、构筑物在地震中不倒塌、不损坏是一个不容忽视的关键问题。
1建筑减震、隔震技术现状在我国现行的相关法规中,以使用功能的重要性将建筑分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别,并明确做出规定:新建、扩建、改建建设工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防要求。
一般工业与民用建筑建设工程,必须按照国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求,进行抗震设防。
近年来,随着科学技术的发展,不断有新思想、新技术、新材料投入实际应用,丰富了提高建筑抗震性能的手段,提高了构建的极限承载能力,从而有效减轻了地震带来的灾害。
隔震体系能够减小结构的水平地震作用,已在国外多次的强震记录证实。
国内外大量试验和工程经验证明:隔震技术能有能够消减地震作用的60%左右,从而消除或减轻地震对建筑结构的破坏,提高建筑内部设施、人员在地震时的安全性。
传统的抗震结构主要利用结构主体抗侧力构件屈服后的塑性变形和耗能来消耗地震能量,在以往的结构抗震设计中,主要通过在结构设计中设置多道抗震防线、选用耗能构件和对结构的刚度、承载力、延性的合理匹配来提高抗震性能。
隔震、消能减震结构与传统抗震结构的比较分析
D O I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 — 8 9 7 2 . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 3 1
隔震 、消 能减 震结构与传统抗震结构 的比较分析
李 媛
兰 州 资 源 环 境 职 业 技 术 学 院 ,甘 肃 兰 州 7 5 ; 0 0 2 摘 要 本文介 绍 了传 统抗 震结 构 、常规 延性抗 震结
构 以 及以 结构 减震控 制 技 术 为主 要 设计 依据
的隔 震、 消 能减震 结构 的工 作原 理和 特 点 ,
并重 点从安 全角度 、减 震 效果 、经 济收 益、 技 术 先进 性和 适 用范 围等 方 面 ,将 隔 震、 消 能减 震结 构 与传 统抗 震结 构进 行 了比较 和 分 析 ,体现 出 了前者 的优 越性 。 关键 词 传 统 抗 震 ;常 规 延 性 抗 震 ; 隔震 ; 消 能 减
题
体结 构在 强地 震 中免遭 损伤 。
4与传统抗震结构体系相比,以结构减震 控制技术为主要设计依据的隔震、消能减 震结构体系的优势
( 1 )隔 震 、 消 能减 震 结 构体 系更 为安 全 。传 统抗 震结 构 体系 的耗 能依 赖于 主体 结 构 构 件 的弹 塑 性 滞 回耗 能 , 允 许 结 构本 身 及 构 件在 地震 中出现 一定 程度 的损 坏 ,这将 导 致 结 构 构 件 的损 伤破 坏 。同时 , 由于地 震 烈 度 的 随机 变化 性 和 实 际 抗 震 能 力 计 算 的 误 差, 结 构 的破 坏位 置和 损 坏程 度 难 以控 制 , 特 别 是 出 现 超 强 地 震 时 ,结 构 难 以 确 保 安 全 。与此 相 比 ,由于 隔震装 置 的水 平刚 度远 远小 于上 部结 构 的层 间水平 刚 度 ,所以 ,上 部结 构 往地震 中 的水 平变 形从 传统 抗震 结构 激 烈 的 、 由下 往 上 不 断 加 大 的 “ 放 大 晃动 型 ”变 为隔 震结 构长 周期 、缓慢 的 、 由下至 上 比较 均衡 的 “ 整体 平动 型” ,从 有较 大 的 层 间变 形变 为仅 有很 微小 的 层间 变形 ,从而 保 证 上部结 构在 强震 中仍 处于 弹性 状态 ,提 高 了整 体结 构的 安全性 。同样 的 ,消能 减震 结 构 体 系 的耗 能 装 置位 置 明确 , 并 作为 结 构 体 系 中耗散 地震 能量 的 主体 能够耗 散 大部 分 地 震输 入能 量 , 减小 结构 地震 反 应 , 从而 可 避 免主体 结 构构件 的 损伤 破坏 。此 外 ,消能 构 件 ( 或 装 置 )属于非 承 重构 件 ,仅在 结构 变 形 中 发挥耗 能作 用 ,所 以不 对结 构的 承载 力 和安 全性 构成 威胁 。根 据有 关实 验数 据 ,隔 震结 构 能 降低 水 平地 震 作 用5 0 %~7 0 %,消 能减 震结 构的地 震 反应 比传 统抗 震结 构 能够 降低 5 0 % 左 右 。 ( 2 )隔 震 、消 能 减震 结 构 体 系 更 为经 济 。传统 抗 震结 构主要 是通 过 增设 剪 力墙 、 加大 结构 构 件截 面尺 寸或者 增加 配 筋等 途径 来提 高 结 构 的抗 震 能 力 , 这 将导 致 结 构 造价 增 高 。而隔 震 、消能 减震 结构 是通 过 “ 柔性
博物馆文物的防震保护研究传统抗震措施与现代隔震技术
博物馆文物的防震保护研究传统抗震措施与现代隔震技术博物馆是承载着历史文化的重要场所,文物的保护是博物馆工作的核心之一、地震是一种自然灾害,对博物馆的文物保护造成了很大的威胁。
为了有效地保护文物免受地震的破坏,博物馆需要采取一系列传统抗震措施和现代隔震技术。
传统抗震措施主要包括结构加固、展具固定和文物保护装置的设计。
结构加固是指对博物馆建筑结构进行加固处理,增强其抗震能力。
这包括在建筑物内外进行剪力墙、拱形结构、钢筋混凝土框架等加固,以增加建筑结构的强度和刚度。
展具固定是指固定文物陈列展具,使其在地震中不易受到损坏。
这可以通过对展柜、展架、展台等展具进行加固固定,采用特殊的陈列布局和展具设计,确保文物在地震中保持稳固的位置。
文物保护装置的设计是为了保护文物在地震中的安全。
例如,在展示较大文物时可以采用特殊的支撑和固定装置,保证其不会因地震而倾斜或摇晃。
对于易碎的文物,可以使用抗震衬垫和防震夹具,避免地震震动对其产生破坏。
然而,传统抗震措施存在一些局限性。
建筑结构加固需要施工周期长,成本高,可能会对博物馆原有的建筑造成改变。
而固定展具和文物保护装置需要特别设计和定制,对于不同类型、规模的文物陈列,需要耗费大量时间和资源。
为了克服传统抗震措施的局限性,现代隔震技术被引入到博物馆文物防震保护中。
隔震技术通过将建筑物与地面之间加上隔震装置,使得建筑与地震的震动分离,从而保护文物不受地震的影响。
隔震装置可以分为三种类型:橡胶隔震器、摆式隔震器和液体隔震器。
橡胶隔震器通过在建筑结构和地基之间设置特殊的橡胶材料,减少地震能量的传递。
摆式隔震器则通过在建筑结构顶部添加的支撑装置,使得建筑在地震中可以以一定的摆动方式来缓冲地震力量。
而液体隔震器则利用液体的粘滞阻尼特性减弱地震的效果。
隔震技术相较于传统抗震措施有着明显的优势。
首先,隔震技术不会对博物馆建筑造成大的改变,减少了结构加固的时间和成本。
其次,隔震技术可以减少地震对文物的冲击,提供了更好的文物保护。
试论隔震技术在房屋建筑中的优点
试论隔震技术在房屋建筑中的优点地震是人类无法避免也不能精确预测的自然灾害之一,地震是由于地壳的运动和板块的挤压造成的。
在地震的过程中由于地面的运动和房屋地基之间的力的作用使房屋的结构发生变化,进而破坏房屋的安全。
隔震技术就是通过在建筑物的地基底部或者建筑的某些部位中安装隔离装置,使地震的能量可以被消耗掉,从而保证建筑物的安全。
1、隔震技术的类型由于近年来自然灾害发生的频率越来越多以及科学技术的不断发展,人们对于安全的要求越来越高,因而隔震技术的研究也越来越多。
隔震技术的分类方式是多种多样的,根据对象的不同可以将隔震技术分为四类:第一类,地基隔震;第二类,基础隔震;第三类,上部结构隔震;第四类,悬挂隔震。
1.1地基隔震地基隔震的方法主要有两种,第一种是绝缘;第二种是屏蔽。
所谓绝缘隔震就是通过对地基的处理使地基中输入波的方法被降低,从而使隔震的目的能够达到。
比如软土地基或者人工地基等地基自身就有降低加速度的性質,因而可以减少地震的影响。
对于刚性较大的基础则可以通过地下逸散来实现减震的目的。
所谓屏蔽就是通过在建筑物的周围人为的挖深沟或者在周围安置屏蔽板从而将地震时的地震波剪断。
1.2基础隔震基础是连接上部结构和地基的重要环节,因而在基础中安装隔震设施也是实现隔震的有效措施。
通过在基础中安置隔震系统,使基础和上部机构之间隔离开,从而使由于水平地面的运动向上部结构之间传递的能量降低,实现减震,隔震的目的。
基础隔震就是利用水平力比较柔的元件来实现基础和上部结构之间的隔绝。
这样,当地震发生时由于隔震层的刚度较小很容易在地震发生时发生偏移,从而承受地震的作用,而上部结构由于冲击力的减少只会做轻微的移动,这种移动和平动类似,对于建筑的影响是比较小的。
这种基础隔震的减震方法和传统的抗震结构相比安全系数等都大大提高了,并且可以使建筑物内的装饰和设施可以最大限度的保存完整。
1.3上部结构隔震上部结构隔震所采取的措施就可以分成以下两方面:第一方面,能量吸收;第二方面,附加振动体。
建筑隔震概述
建筑隔震概述作者:石重贵来源:《中国房地产业》 2019年第6期【摘要】地震是一种严重自然灾害,给人们的生命与财产造成较大的危害。
为减轻地震灾害,建筑隔震技术逐渐发展起来。
本文从建筑隔震的概念与基本功能着手,分析建筑隔震技术原理,介绍隔震系统组成,并且与传统抗震建筑进行了简单经济对比分析。
【关键词】地震;隔震;橡胶支座;经济性1、前言我国是地震高发的国家。
20 世纪以来,平均三年发生两次7 级以上地震[1]。
地震灾害造成巨大经济破坏和人员财产损失。
我国目前的抗震设防目标为“多遇地震不坏、设防地震可修、罕遇地震不倒”[2]。
结合我国的国情,此设防抗震标准既能合理使用建设投资,又能达到抗震安全的要求。
然而,这种通过建筑物本身结构构件强度和塑性变形能力来抵抗地震作用和吸收地震能量的传统“抗震”结构设计,虽然能在罕遇地震中不至于倒塌,但建筑物内部设备、设施已破坏严重,正常使用功能得不到保证。
因此,对建筑内部设备、设施有更高保护要求的建筑,传统抗震设计方法有时难以满足要求。
基于对建筑物抗震性能的更高要求,隔震结构体系逐渐发展起来。
2、隔震建筑技术原理传统抗震建筑基础固结于地面。
地震时,地震波通过地基基础传到建筑物。
建筑物受地震作用产生震动,从而引起结构构件的破坏。
如果在建筑与地基基础之间设置一个特殊的隔震层,阻隔地震波向上传递,就可以有效降低建筑的晃动。
隔震建筑的技术出发点就源于此。
结构隔震技术通过在建筑物上部结构与基础之间或者在上部结构与下部结构之间设置柔性隔震层,通过隔震层的变形和耗能,阻隔地震动输入给上部结构的能量,从而减少上部结构振动。
抗震建筑在地震时会出现晃动。
传统抗震建筑依靠建筑物本身的结构构件的强度和塑性变形能力,抵抗地震作用和吸收地震能量。
隔震建筑在地震时也会晃动,但由于隔震层的刚度较上部建筑的楼层刚度小的多,隔震建筑的变形就集中在了隔震层,地震输入的能量也集中在隔震层,上部结构的变形就非常小。
传统抗震加固技术PK新型抗震加固技术
传统抗震加固技术PK新型抗震加固技术科技一直在发展,对于所有的行业而言,如果不能积极创新,顺应时代的要求,很难在市场中长期发展。
以建筑行业为例,我国的建筑行业最近几年发展的速度和取得的成果是大家有目共睹的,建筑技术积极融入科技力量,并向欧美等西方国家学习先进的建筑技术,丰富了我国的建筑文化。
我国很多地方都是地震高发区,为了防患于未然,需要对建筑物进行抗震加固施工,传统的抗震加固技术逐渐被新型抗震加固技术所取代,今天咱们就来对比传统和新型的抗震加固技术各有什么特点?一、传统抗震加固技术1、混凝土结构加固这是过去最常用的抗震加固方式,虽然施工的成本低,而且施工操作简单,工期也短,但是和其他的抗震加固方式相比,该种抗震加固方法取得的抗震效果一般,如果是级别高的地震,建筑物依然会受到破坏。
2、砖混结构加固我国大多数的建筑物都是砌体结构,目前虽然砖混结构加固的方法逐渐被新型加固方法所取代,不过这种抗震加固方式能够有效提高建筑物的承载能力。
二、新型抗震加固技术1、消能减震技术消能减震技术是近几年被广泛使用的抗震加固技术,在施工的过程中,不会影响到建筑物的正常使用功能,同时也不会对建筑物的内外部结构造成破坏和损伤,可以形容为“无损”抗震加固方式。
另外,该种抗震加固方式能够有效提高原有建筑物的抗震能力,对建筑物的整体构造也能起到较好的协调作用,并且施工的成本低,能够减少施工经费的支出。
2、基础隔震技术该抗震加固方法全世界都在使用,适用的范围非常广,我们会发现西方很多国家都会使用该种抗震加固技术来阻隔地震等自然灾害对建筑物的破坏能力。
这种抗震加固技术是在建筑物上部结构和基础之间安装隔震的装置,从而达到隔震的效果,能够降低地震对当地造成的损失。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
1.1常规抗震方法原理
为了达到抗震的目的,延性抗震设计一般在消耗地震能量时,主要是借助结构构件的变形来达到目的,Ein=ER+ED+ES就是其能量的表达式。式中,ER为结构地震反应能量;ED为结构阻尼消耗的能量;Ein为地震时输入结构的能量;ES为承重构件及主体结构损害或非弹变形消耗的能量。
关背景下,建筑行业在社会实际应用中也得到了前所未有的发展。在我国经济发展进程中,建筑行业起着重要的推动作用。随着地震的频繁发生,严重危害了人们的生命与财产安全,促使社会大众越来越重视建筑的抗震性。由此可见,有效分析与对比隔震和消能减震与常规抗震的原理与特点是非常有必要的,这三种方法对提高建筑的整体抗震性具有重要的作用。
1.2传统抗震方法特点
(1)钢筋混凝土结构
在钢筋混凝土结构中,框架、剪力墙、框架-剪力墙以及筒体结构等是多层和高层钢筋混凝土结构的主要涉及内容。集中节点应力、较小侧向刚度,是框架结构本身的优势,在地震情况下,受强烈地震的影响,对非结构性会进行一定的破坏,节点在此种情况下,也会受到相应的破坏,以及结构大水平位移;而较大的侧向刚度,则是剪力墙结构的优势,底部的破坏在水平地震情况下,侧移较小,不容易修复;框架-剪力墙就是框架与剪力墙一起工作,其特点就是框架与剪力墙的有机结合。
(2)结构隔震的原理
隔离地震对结构的影响,就是所谓的结构隔震,其原理是在柔性隔震层上放置整个结构物或者局部支座,借助隔震层装置限制和减少地震能量,降低地震能量,以此来防止其向上部结构传递,目的是降低结构的地震响应,控制地震对上部结构的影响以及隔震部位的变形,从而提高结构的抗震安全性。
2.2结构消能减震
当遭遇基本烈度的地震作用时,对于一般性建筑物而言,结构(ES增大)即可能进入非弹性破坏状态,在此作用下,建筑物的内部设备和装修(ES→Ein)都会发生损坏,并需要大量的时间和费用进行修复。建筑物的整体结构一旦因为某些因素而导致关键构件产生问题,就会造成严重破坏,难以修复。结构及内部设备的破坏,对于某些生命线工程,甚至会造成其损失则难以估量,以及生命线网络的瘫痪。
综述隔震技术
综述隔震技术摘要:本文阐述了隔震结构的基本概念和类别,隔震建筑的发展,以及隔震结构在我国的应用。
最后提出关于隔震结构还存在有待于解决的问题。
关键词:隔震;基础隔震;层间隔震;一、隔震结构的概念与分类从1976年的唐山大地震到2008年的“5.12”汶川特大地震,无论是身心还是财产方面,给人们带来的伤害都是巨大的。
我国的抗震设计主要体现在“抗”,“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准设防目标和两阶段设计方法都是利用结构本身来对抗地震,为了避免建筑物在地震中不产生严重的破坏,必须加强结构的刚度,加强刚度提高造价,在不发生地震时,是一种浪费。
目前,随着社会的快速发展,建筑物的装饰及内部设备的造价要远远高于建筑物本身的造价。
而传统建筑在地震中,装饰及内部设备得不到好的保护进而损失严重。
为了解决上述问题,相关人员提出了隔震结构的概念。
近20年来,隔震技术得到了发展,它主要体现在“隔”,即将地震产生的能量与结构本身相隔离,地震的能量不能全部传到结构物中,这样就减小了地震对建筑物的影响。
经事实证明,隔震结构在地震中,其内部设备及装饰几乎很少受到破坏。
2008年汶川地震中甘肃武都县3栋隔震的6层砌体结构在地震中表现良好,屋中装饰、家具、花瓶等完好,墙体无裂缝,而临近的非隔震建筑,室内物品倾倒,墙体严重开裂[1]。
从图1可以看出,传统的抗震房屋在地震中出现门窗开裂,家具倾倒,顶棚脱落,家具翻倒等情况,而隔震技术不仅可以保护结构本身的安全,同时也保护了结构内部非结构构件、装修、家居电器以及设备设施免遭破坏。
图1:隔震结构与传统结构抗震结构比较隔震结构是指在建筑物上部与基础之间设置隔震层,利用隔震层来消耗地震产生的能量,以延长整个结构体系的自振周期,增大阻尼,减小输入上部结构的地震作用,以此达到隔震的效果。
隔震结构按照隔震层的位置分为基础隔震、层间隔震和顶层隔震。
基础隔震结构是指在结构底部设置隔震层的结构体系,隔震层的水平刚度远远小于上部结构的层间刚度,地震时上部结构的层间位移均很小,很大部分的位移都集中在刚度相对薄弱的隔震层。
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隔震技术与传统抗震技术的区别及优点
传统建筑把上部结构和基础牢固地连接在一起,这样地震时地面运动的能量就经过基础传输到上部结构,使结构发生振动和变形,当结构受力超过其结构强度时,便发生破坏甚至倒塌。
为了抵抗地震的破坏,传统建筑物抗震技术是通过增大梁柱截面的尺寸、增加梁柱配筋和提高建筑材料强度等方法来实现。
但这种以刚克刚的办法会导致结构刚度越大,向上部结构传递的地震作用越强的结果。
简单地说,传统建筑的抗震思想可以概括为“以刚制刚”。
建筑隔震技术不同于传统的抗震技术,其“灵魂”是“以柔克刚”。
目前工程界最常用的叠层橡胶支座隔震系统一般是在基础和上部结构之间,设置专门的橡胶隔震支座和耗能元件(如阻尼器和滑板支座等),形成刚度很低的柔性底层,称为隔震层,以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
相对于传统抗震技术,采用隔震技术更有以下优点:
1、更安全可靠
隔震建筑的设计目标是“双保护”不仅保证结构主体及非结构构件安全,同时要保证内部设备功能完好,地震后能够正常运转。
隔震结构的地震反应仅为传统抗震结构(非隔震结构)地震反应的1/6~1/3。
目前全世界已有6000多栋橡胶支座隔震建筑,有多栋隔震建筑经受了地震的考验,显示出良好的隔震效果。
2、更经济
从短期和直接的经济投入角度分析:一方面,隔震结构增设某些装置(隔震支座等),增加了结构的造价;另一方面,由于采用隔震设计,主体结构所承受的地震作用大大减小,因此,构件截面减孝构件配筋减少、跨度增大和高度增加等等,减少了结构的造价。
对我国已有的隔震结构调查显示,隔震结构的造价与所在地区设防烈度、结构类型和结构层数等相关。
一般而言,在7度及以下地区采用隔震技术,造价会略有增加或基本持平,但结构会更加安全;而在7度以上地区采用隔震技术,在结构安全性得到极大提高的同时,还能显著降低工程造价。
从长期角度分析,即考虑到未来该建筑遭遇较大地震的情况。
传统的建筑遭遇地震时,其经济损失包括直接经济损失和间接经济损失两个方面。
直接经济损失是指地震后建筑加固维修和重建的费用以及室内设备、物品维修和更换的费用。
间接经济损失是指由地震造成的建筑、设备和物品等损坏导致的企业、工厂等不能正常工作和生产所带来的经济损失。
地震所带来的直接经济损失是显而易见的,间接经济损失也是非常巨大的,间接经济损失有时甚至为超过直接经济损失。
在遭遇较大地震时,隔震建筑及室内设备、物品不损坏或轻微损坏(不维修或简单维修即可使用),因此,采用隔震技术从根本上避免或者大大降低了直接经济损失,从而有效地降低间接经济损失。
隔震建筑具有传统抗震建筑无法比拟的经济效益。
3、检修更方便
隔震结构的隔震效果,主要通过隔震支座实现,因此其抗震性能检测的主要对象是隔震支座,这比检测结构本身要快捷方便很多,它能确保地震后的快速修复,对震后快速恢复生产和生活具有十分重要的意义。
4、上部结构设计更自由
由于采用隔震技术,上部结构地震作用大大减小,因此,结构选型更自由灵活。
5、节约资源
隔震房屋总体减少不可再生资源钢材、混凝土用量,增加橡胶加工业及机械加工业产值,建设100万平方米隔震建筑可节约钢材上万吨。