A földrengés alapelve -izolációs rendszere: Vázlat az alapelvekről, típusokról, előnyökről és alkalmazásokról

A földrengés vagy a földhock önmagában nem katasztrófa, hanem egy természetes jelenség, amely a földi mozgásból származik, néha erőszakos. Ezek felülethullámokat termelnek, amelyek a talaj rezgését és a tetején álló szerkezeteket okoznak. Ezen rezgések jellemzőitől függően a talaj repedéseket, hasadásokat és településeket alakíthat ki. Az életvesztés lehetséges kockázata nagyon súlyos dimenzióval növeli a szeizmikus tervezést, és erkölcsi felelősséget vállal a szerkezeti mérnökökre. Az utóbbi időben számos új rendszert fejlesztettek ki, akár a szerkezetre ható földrengés erők csökkentésére, akár a szeizmikus energia egy részének felszívására.
Az egyik legszélesebb körben megvalósított és elfogadott szeizmikus védelmi rendszer az alapszigetelés.

Az alapszigetelés az egyik legszélesebb körben elfogadott szeizmikus védelmi rendszer a földrengés által hajlamos területeken. Ez enyhíti a földrengés hatását azáltal, hogy lényegében elkülöníti a szerkezetet a potenciálisan veszélyes földi mozgásoktól. A szeizmikus elszigeteltség egy tervezési stratégia, amely a földmozgás káros hatásainak felépítését fedezi fel. Az izoláció kifejezés a szerkezet és a talaj közötti csökkent kölcsönhatásra utal.

Amikor a szeizmikus elszigetelő rendszer a szerkezet alatt helyezkedik el, akkor azt "bázis -izolációnak" nevezik.
Az izolációs rendszer másik célja az energiaeloszlás további eszközeinek biztosítása, ezáltal csökkentve az átadott gyorsulást a felépítménybe. A leválasztás lehetővé teszi az épület számára, hogy rugalmasabban viselkedjen, ami javítja a földrengésre adott válaszát. Az alapszigetelés fogalmát egy olyan példával magyarázzuk, amely a súrlódás nélküli görgőkön nyugszik. Amikor a föld megrázkódik, a görgők szabadon gördülnek, de a fenti épület nem mozog.
Így a talaj remegése miatt nem kerül az épületbe az épületbe; Egyszerűen, az épület nem tapasztal földrengést.

Az alapszigetelés fogalmát egy olyan példával magyarázzuk, amely a súrlódás nélküli görgőkön nyugszik. Amikor a föld megrázkódik, a görgők szabadon gördülnek, de a fenti épület nem mozog. Így a talaj remegése miatt nem kerül az épületbe az épületbe; Egyszerűen, az épület nem tapasztal földrengést.
Most, ha ugyanazt az épületet olyan rugalmas párnákon nyugszanak, amelyek ellenállnak az oldalsó mozgásokkal szemben, akkor a föld remegésének valamilyen hatása átkerül a fenti épületbe.
A rugalmas párnákat alap-izolátoroknak nevezzük, míg az ezen eszközökkel védett struktúrákat alap-izolált épületeknek nevezzük. Az alapszigetelési technológia fő jellemzője, hogy a szerkezet rugalmasságát vezeti be.

Gondos tanulmányra van szükség az adott épület számára a legmegfelelőbb eszköz típusának azonosításához. Az alapszigetelés sem minden épület számára nem megfelelő. Az alapszigeteléshez legmegfelelőbb szerkezetek az alacsony és közepes emelkedésű épületek, amelyek alatta kemény talajon nyugszanak. A sokemeletes épületek vagy épületek puha talajon pihentek, nem alkalmasak az alapszigetelésre.

Az alapszigetelés alapelve az épület reakciójának módosítása, hogy a talaj az épület alatt mozogjon anélkül, hogy ezeket a mozgásokat az épületbe továbbítja. A tökéletesen merev épületnek nulla periódusa lesz. Amikor a talaj mozgatja, a szerkezetben indukált gyorsulást megegyezik a talaj gyorsulásával, és nulla relatív elmozdulás lesz a szerkezet és a talaj között. A szerkezet és a talaj ugyanolyan összeget mozgat. A tökéletesen rugalmas épületnek végtelen időszaka lesz.
Az ilyen típusú szerkezeteknél, amikor a szerkezet alatti talaj mozog, a szerkezetben nulla gyorsulás indukálódik, és a szerkezet és a talaj közötti relatív elmozdulás megegyezik a talaj elmozdulásával. Tehát rugalmatlan szerkezetek A szerkezet nem mozog, a talaj megteszi.

Az elszigetelő rendszer alapvető követelményei a
1). Rugalmasság
2). Csillapítás
3). Ellenállás a függőleges vagy más szolgáltatási terhelésekkel szemben.

A szerkezetek földrengés védelme az alapszigetelési technikával általában megfelelő, ha a következő feltételek teljesülnek
1. Az altalaj nem hoz létre hosszú távú földmozgást.
2.
3. A helyszín vízszintes elmozdulásokat tesz lehetővé a legalább 200 mm -es sorrend alján.
4. A szél miatti oldalsó terhelések a szerkezet súlyának kb. 10% -ánál kevesebbek.
 

· Ha a földrengést befolyásolja a rögzített alapszerkezetben, akkor az akkori szerkezet nem védi a földrengést.
· De egy alapon izolált szerkezetben, amikor a szerkezeti épületben egy földrengést érint, nagyon jól védi a földrengés ellen.
· Rögzített szerkezetben a szerkezet földmozgással mozog.
· Egy izolált szerkezetben a szerkezet nem mozog a talajmozgással. De az elszigeteltség csapágya mozgással mozog. Tehát azt mondhatjuk, hogy a szerkezet biztonságos.

Szeizmikus izolátorok

Elasztomer izolátorok
▶ Lineáris természetes gumicsapágyak (LNR)
▶ Alacsony csillapító gumicsapágyak
▶ Az ólom-ütőcsapágyak (LRB)
▶ Nagy csillapító gumi csapágyak (HDR)

Csúszó elszigetelő
▶ Rugalmas súrlódási rendszer
▶ A súrlódási inga rendszer (FPS)

Ezek a természetes vagy szintetikus gumi vízszintes rétegeiből állnak, vékony rétegekben, az acéllemezek között.
Az acéllemezek megakadályozzák a gumi rétegek kidudorodását, és így a csapágy csak kis deformációkkal képes támogatni a magasabb függőleges terhelést.
A sima elasztomer csapágyak rugalmasságot biztosítanak, de nincs jelentős csillapítás, és a szolgáltatási terhelések alatt mozognak.

1, alacsony csillapító természetes gumicsapágy (LDR)
Csillapítási arány=2% -ig 3%
A gyártás egyszerű.
A válasz nem erősen érzékeny hőmérséklet, a terhelés és az öregedés sebessége.
A nyírási törzset 100%-ig túllépik.

2, Magas csillapító természetes gumicsapágy (HDR)
A csillapítást az extra finom szénfekete, az olajok vagy a gyanták és más töltőanyagok hozzáadásával növelik.
Maximális nyírófeszültség=200 - 350%
Csillapítási arány=10 20% -ra 100% nyírófeszültségnél
A hatékony csillapítás függ:
· A terhelések sebessége
· Betöltési előzmények
· Hőmérséklet

3, ólomgumicsapágyak (laminált gumicsapágy) (LRB)
Az ólomrökő vagy az ólommag-gumicsapágy egy ólomdugóból áll, amely egy elasztomer csapágyban egy előre kialakított lyukba van felszerelve. Az ólommag merevséget biztosít a szolgáltatási terhelések és az energiaeloszlás mellett, nagy oldalsó terhelések mellett. A felső és az alsó acéllemezeket, vastagabb, mint a belső alátétek, rögzítik a szerelő hardvereket. A teljes csapágyat fedőgumi borítja, hogy környezetvédelmet biztosítson.
Ha alacsony oldalirányú terheléseknek vannak kitéve (például kisebb földrengés, szél vagy forgalmi terhelés), az ólomgumi csapágy mind oldalirányban, mind függőlegesen merev.
Az oldalsó merevség az ólomdugó magas elasztikus merevségéből származik, és a függőleges merevség (amely minden terhelési szinten marad) a csapágy acélrés-felépítéséből származik.

4, csúszó elszigetelő
Az izolációs rendszer második leggyakoribb típusa csúszó elemeket használ a szerkezet alapja és alapja között.
Nagy feszültség -rugókkal vagy laminált gumicsapágyon csúszó ívelt felület előállításával.
Ezek a mechanizmusok helyreállító erőt biztosítanak a szerkezet egyensúlyi helyzetébe történő visszatérítéséhez.
4a. Lapos csúszó izolátorok (rugalmas súrlódási rendszer)
Kétféle lapos csúszó izolátor:
· Legutóbbi képességgel
· A közelmúltbeli képesség nélkül
1). Csúszó izolátor a közelmúltbeli képesség nélkül
Ez egy vízszintes csúszó felületből áll, lehetővé téve az elmozdulást, és így eloszlatja az energiát mind a csúszó alkatrészek, mind a rozsdamentes acél között meghatározott súrlódás révén.
A csúszó szerkezet egyik konkrét problémája a fennmaradó elmozdulások, amelyek a fő földrengések után következnek be.
2). Csúszó izolátor a közelmúltbeli képességgel
A csúszó izolátorokkal összehasonlítva a csúszó elszigetelő pendula (SIP) közelmúltbeli képességgel rendelkezik konkáv tolóalapral.
A geometria miatt az egyes vízszintes elmozdulás az izolátor függőleges mozgását eredményezi.
A potenciális energia, amelyet a felépítmény, amelyet a tetejére toltak, automatikusan azt eredményezi, hogy a csapágyat semleges helyzetbe helyezi.
Vízszintesen rugalmasak maradnak, eloszlatják az energiát, és a felépítményt semleges helyzetbe osztják.

4b. Gömb alakú csúszó izolátorok (görgők) (súrlódási inga rendszer) (FPS/FPB)
A súrlódási inga rendszer egy csúszó elszigetelő rendszer, ahol a szerkezet súlyát olyan gömb alakú csúszó felületeken támasztják alá, amelyek egymással szemben csúsznak, amikor a talajmozgás meghaladja a küszöbszintet.

Az alapszigetelő rendszer telepítésének követelménye az, hogy az épület vízszintesen mozogjon a talajhoz viszonyítva, általában legalább 100 mm.
A leggyakoribb konfiguráció egy membrán telepítése közvetlenül az izolátorok fölé.
Ha az épület alagsorban van, akkor az alagsorok oszlopok és falak tetejére, aljára vagy középpontjába az izolátorok telepítése.

1. Csökkentette a szerkezet szeizmikus igényét, ezáltal csökkentve a szerkezet költségeit.
2. Kisebb elmozdulások egy földrengés során.
3. Javítja a struktúrák biztonságát
4. Csökkentette a földrengés során okozott károkat. Ez elősegíti az esemény utáni szerkezet teljesítményének fenntartását.
5. Fokozza a szerkezet teljesítményét a szeizmikus terhelések alatt.
6. Az ingatlan megőrzése

· Kihívás a hatékony megvalósításhoz.
· Az épület elmozdulásainak támogatása.
· A magas emelkedő épületekhez nem hatékony
· Nem alkalmas a lágy talajon pihentető épületek számára.
 

1. A hidak alapelve
2. A fontos épületek alapelve
3. A történelmi struktúrák reakciójának javítása
4. Elkülönítés a gépek mezőjében

A szeizmikus bázis-izolációs módszer megbízható módszernek bizonyult a földrengés-rezisztens tervezéshez.
Ennek a módszernek a sikerét nagyrészt az elszigetelő eszközök fejlesztésének és a megfelelő tervezésnek tulajdonítják.
Az alkalmazkodóképes izolációs rendszereknek hatékonynak kell lenniük a szeizmikus események széles skáláján.
Erőfeszítésekre van szükség annak érdekében, hogy megtalálják azokat a helyzeteket, mint például a közel-hibás régiók, ahol sokféle földrengés-mozgás fordulhat elő.