המאסטר דינג ג'ימין: פיתוח ויישום של בידוד סייסמי וטכנולוגיית פיזור אנרגיה

בסין יש תפוצה רחבה של אזורים סיסמיים ואסונות רעידת אדמה רציניים. עבור מבני בנייה, מבנים סייסמיים כוללים בעיקר מבנים נוקשים מסורתיים, מבני רקיע ומבני בידוד סייסמיים ומבני פיזור אנרגיה. המבנה הנוקשה המסורתי נוקט בגישה "התנגדות קשה", הדורשת כמות גדולה של חומרי בניין. למרות שהמבנה השמיני יכול להשיג את מטרת התכנון של בטיחות מבנית תחת רעידות אדמה מרכזיות, יש עדיין בעיות כמו נזק חמור לרעידת אדמה וקושי בתיקון. מבני בידוד סייסמיים ומבני פיזור אנרגיה עמדו במבחן רעידות אדמה מרכזיות והראו ביצועים סייסמיים טובים. נכון לעכשיו, טכנולוגיות הבידוד הסיסמיות והפיזור האנרגיה בסין מיושמות בעיקר באופן אינדיבידואלי, ויש חוסר חידוש בצורות יישום. יפן החלה לאמץ טכנולוגיות בידוד סיסמיות משולבות וטכנולוגיות פיזור אנרגיה והשיגה תוצאות סייסמיות טובות. הבידוד הסיסמי המשולב וטכנולוגיות פיזור האנרגיה כוללות טכנולוגיית שילוב של פיזור אנרגיה ושילוב של פיזור אנרגיה וטכנולוגיית בידוד סייסמי. מאמר זה מציג תחילה בקצרה את הסיווג, הפיתוח וההנדסה של טכנולוגיות בידוד סיסמיות ופיזור אנרגיה. לאחר מכן, בשילוב עם המאפיינים של ארבע דוגמאות הנדסיות טיפוסיות שתוכננו על ידי המחבר, הוא מציג עמוק את רעיונות העיצוב, שיטות היישום והשפעות פיזור האנרגיה של הטכנולוגיות המשולבות של הבידוד הסיסמי והפזורת האנרגיה. ניתן לראות כי השילוב הרציונאלי של פיזור אנרגיה וטכנולוגיות בידוד סייסמיות יכול להעניק משחק מלא ליכולת פיזור האנרגיה של בידוד סייסמי ופיזור אנרגיה ולשפר עוד יותר את הביצועים הסיסמיים של מבני בנייה.

סין ממוקמת בין החגורה הסיסמית הוולקנית Circum - האוקיאנוס השקט לבין החגורה הסיסמית האירו -אסיה, והיא אחת המדינות עם אסונות רעידת האדמה החמורה ביותר בעולם. הפעילויות הסייסמיות בסין מופצות בעיקר ב 23 אזורים סיסמיים בחמישה אזורים. ביניהם, אזורים בעוצמה של 7 מעלות (0.15 גרם) ומעלה נקראים אזורים סייסמיים בעוצמה גבוהה. שיעור ההתפלגות של הערים העיקריות בסין באזורים סיסמיים בעוצמה גבוהה הוא כ- 31% (איור 1). ניתן לראות כי התפתחות העיור בסין עומדת בפני עבודת ביצור סייסמית קשה.

[איור 1 חלק מהערים העיקריות בסין באזורי עוצמה שונה]

הערים המייצגות בעוצמות ביצור סיסמיות שונות מוצגות בטבלה 1. ניתן לראות מלוח 1 כי אזורי הסיסמיקה הגבוהים בעוצמה בסין ממוקמים בעיקר באזורים דרום -מערביים, צפון -מערביים ומרכזיים. לפרויקטים הממוקמים באזורי כיתות 1 - 3 ובאזורי תואר {}}} עם תנאי אתר גרועים (כגון שנחאי, כאשר התקופה האופיינית לאתר Tg=0.9 S) יש דרישות סטנדרטיות גבוהות לטכנולוגיות סייסמיות.

טבלה 1 סיווג רמות ההתנגדות הסיסמית בסין

המבנים הסייסמיים בסין כוללים בעיקר ארבע צורות מבניות: מבנים סיסמיים נוקשים, מבנים סיסמיים רקיעים, אנרגיה - התפוגגות וסיסמית - מבנים מפחיתה ומבני בידוד סיסמיים, כפי שמוצג באיור 2.

[איור 2 מערכות מבנה סייסמי עיקרי בסין]

המבנה הסייסמי הנוקשה נוקט בגישה "התנגדות קשה", ומשפר את הביצועים הסיסמיים על ידי חיזוק הכוח והנוקשות המבנית, ולכן הוא דורש כמות גדולה של חומרי בניין. המבנה הסייסמי השמישי מאמצ את הרעיון העיצובי של "עמודים חזקים, קורות חלשות, גזירה חזקה, כיפוף חלש ומפרקים חזקים, רכיבים חלשים", כך שהמבנה יכול לשמור על משיכות מסוימת תחת פעולה של רעידת אדמה ולהשיג את יעדי העיצוב של "שלוש רמות ושני שלבים". המבנים המפחיתה והפחתת הסייסמית - מבנים סייסמיים - מבנים סייסמיים משפרים את הביצועים הסיסמיים של המבנה על ידי קביעת אנרגיה - התפזרות מכשירים או התקני בידוד סיסמיים במבנה העיקרי להפצת או לבודד את קלט האנרגיה הסיסמית למבנה.

מכשירי אנרגיה נפוצים בדרך כלל כוללים שופעי מתכת ודיכאבים צמיגים, כפי שמוצג באיור 3. ביניהם, שופעי מתכת שייכים לדיפורים הקשורים לתזוזה. תחת הפעולה החוזרת ונשנית של רעידת אדמה, הם מפזרים אנרגיה סייסמית דרך העיוות ההיסטריסטי הפלסטי -פלסטי שנוצר כאשר חומר המתכת מניב, כמו דפכפי פלדה קלים וגרזים מאופקים. שופכים צמיגים שייכים לדיכאיות מהירות. תחת הפעולה החוזרת ונשנית של רעידת אדמה הם משתמשים במאפייני הדעיכה של חומרי הצמיגה שלהם כדי לפזר אנרגיה סייסמית, כמו שופכים צמיגים מסוג מוט וקירות צמיגים.

[איור 3אנרגיה - מכשירים מתפזרים]

מכשירי בידוד סייסמיים נפוצים כוללים מסבי גומי למינציה (איור 4 (א), (ב)) ומסבי הזזה (איור 4 (ג), (ד)). לשניהם יש קשיחות אנכית גדולה לשאת את המשקל העצום של המבנה העליון, וקשיחות אופקית קטנה יחסית כדי לבודד את קלט האנרגיה הסיסמית למבנה.

[איור 4סייסמי - מכשירי בידוד]

הבידוד הסיסמי המשולב וטכנולוגיית פיזור האנרגיה הוא צורת יישום חדשנית של בידוד סייסמי וטכנולוגיות פיזור אנרגיה, בעיקר כולל שני סוגים: טכנולוגיית שילוב של פיזור אנרגיה ושילוב של פיזור אנרגיה וטכנולוגיית בידוד סיסמי.

הטכנולוגיה של שילוב פיזור האנרגיה היא לשלב באופן רציונלי וליישם מכשירים מפזרים אנרגיה מרובה בהתאם למאפייני העיוות של המבנה ודרישות הביצועים הסיסמיים - תכנון מבוסס של המבנה, נותנים משחק מלא לתופעות האנרגיה - הפיזור של מכשירי אנרגיה שונים - הפוך, צמצמו את הפעולה הסיסמית ושיפור הביצועים הסייסמיים של המבנה. סיווגו מוצג באיור 5.

[איור 5 תרשים סכמטי של הסיווג של הנפוצה בשילובאנרגיה - טכנולוגיות פיזור] 

THEטכנולוגיית שילוב פיזור אנרגיהמיושם באופן נרחב בפרויקטים גדולים רבים והשיג תוצאות סייסמיות טובות. לדוגמה, מרכז הכנסים והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י, פרויקט חיזוק ושיפוץ בטיבט, בניין המשרד הראשי של ניקן סקקי טוקיו, ומגדל סן בסנדאי, יפן. בניין המשרדים הראשי של Nikken Sekkei Tokyo ממוקם בסאקורדה - באשי, צ'ייודה - קו, טוקיו, יפן (איור 6). זהו מבנה מסגרת - מבנה בגובה של 60 מ ', רצפת מרתף 1, 14 קומות קרקע, ושטח בנייה כולל של 20,581 מ"ר. הבניין מאמצת אנרגיה משולבת - טכנולוגיית פיזור של קירות מנחת צמיגים + אבזם - פלטה מאופקת. מכשירי האנרגיה - מתפזרים ופריסותיהם מוצגים בדמויות 7 - 9. קירות המנחה הצמיגים מתפקדים תחת רעידות אדמה קלות ומתונות ועומסי רוח, ואילו הפלטה המאופקת מתפקדת תחת רעידות אדמה מתונות ועיקריות. על ידי ערבוב של שני סוגי האנרגיה - מכשירים מפזרים, יחס הדיכוי המבני תחת רעידות אדמה מתונות יכול להגיע פעמיים מזה שמתחת לרעידות אדמה קלות. כאשר הבניין חווה את רעידת האדמה הגדולה במזרח יפן ב- 11 במרץ 2011, קירות המנחה הצמיגים והפלטה מאופקים שיחקו למעשה את האנרגיה שלהם - התפוגגות וסיסמיקה - הפחתת תפקידים, והמבנה העיקרי של הבניין נותר שלם. מגדל סן בסנדאי, יפן, בעל גובה בנייה כולל של 206.69 מ 'ומאמץ אנרגיה משולבת - טכנולוגיית פיזור של קירות צמיגים צמיגים + שופטים חיכתיים. קירות הנמלים הצמיגים מתפקדים תחת רעידות אדמה קלות ועיקריות, ואילו מתרוצצי החיכוך מתפקדים רק תחת רעידות אדמה מרכזיות.

[איור 6 בניין משרדים ראשי של ניקן סקקי טוקיו]

[איור 7 איור 7 מנחת נוזלים צמיגים]

[איור 8 אבזם - סד מאופק]

[איור 9 פריסת אנרגיה - מתפוגג מכשירים בבניין המשרדים הראשי של ניקן סקקי טוקיו]

השילוב של פיזור אנרגיה וטכנולוגיית בידוד סייסמי פירושו כי על בסיס אימוץ טכנולוגיית בידוד סייסמית למבנה, מכשירים מפוזרים אנרגיה מסודרים בשכבת הבידוד הסיסמית או מחוצה לה כדי להפחית עוד יותר את הפעולה הסיסמית ולשפר את הביצועים הסיסמיים של המבנה. סיווגו מוצג באיור 10.

[איור 10 תרשים סכמטי של הסיווג של בידוד סיסמי משולב ונפוץ טכנולוגיות פיזור אנרגיה]

השילוב של פיזור אנרגיה וטכנולוגיית בידוד סייסמית מיושם באופן נרחב יותר. הסוהאו גינזה בסוקיאן, ג'יאנגסו הוא מסגרת - גזירה - מבנה קיר בניין בגובה של 80 מ ', 2 רצפות מרתף, 20 רצפות קרקע, ושטח בנייה כולל של 67,000 מ"ר. העיבוד האדריכלי שלו מוצג באיור 11. הבניין מאמצת תכנית בידוד סייסמית משולבת ופיזור אנרגיה של בידוד סייסמי בין -סיפור + בפיזור אנרגיה של סיפור (שופכים צמיגים). מיסבי גומי טבעיים, מיסבי גומי ליבה, ודיכאבים צמיגים מותקנים בשכבת הבידוד הסיסמית. מיקומו של שכבת הבידוד הסיסמית מוצג באיור 12. לאחר ערבוב יישום אנרגיה - התפזרות וסיסמית - מכשירי בידוד, תקופת הרטט הטבעית המבנית מורחבת מ- 1.64S ל- 3.74S, מקדם ההפחתה הסיסמי בכיוון ה- X -Entriction, ומגיע לניצול של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, עם שיא של שיא, הפחתת אפקט.

[איור 11 עיבוד ארכיטקטוני של סוהאו גינזה בסוקיאן, ג'יאנגסו]

[איור 12 תרשים סכמטי של מיקום שכבת הבידוד הסיסמית בסוהאו גינזה בסוקיאן, ג'יאנגסו]

בנוסף, בניין המשרדים הראשי של טוקיו קיומיזו ביפן מאמצת תוכנית עיצובית של בידוד בסיס + בפיזור אנרגיה של סיפור (שחרורים צמיגים); בניין Nihonbashi בטוקיו מאמץ תוכנית עיצובית של בידוד סיסמי בין סיפור + פיזור אנרגיה במבנה התחתון (קירות צמיגים); ובניין אולם הקונצרטים של אוסאקה נקנושימה ביפן מאמצת תוכנית עיצובית של בידוד סייסמי בין -סיפור + פיזור אנרגיה במבנה העליון (שופטים צמיגים), שכולם השיגו השפעות אנרגיה טובות - פיזור.

פרק זה בוחר שני מקרי שילוב של אנרגיה - פיזור שעוצבו על ידי המחבר. בשילוב עם מאפייני הפרויקט, הוא מציג בקצרה את הרעיונות והשיטות העיצוביות של מבני האנרגיה המשולבים - פיזור, ועושה ניתוח השוואתי של יכולת האנרגיה - פיזור והפחתת ההשפעות של המבנים עם וללא אנרגיה - התפזרות מכשירים, להתייחסות של מעצבי הנדסה.

2.1.1 סקירת פרויקט
ל- S2 של מרכז הוועידה והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י יש גובה בניין של 250 מ 'ושטח בנייה כולל של 130,000 מ"ר. המראה האדריכלי שלו מוצג באיור 13.

[איור 13 עיבוד ארכיטקטוני של S2 ממרכז הכנסים והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י]
ה- S2 של מרכז הכנסים והתערוכות של יונאן דיאנצ'י מאמצת מערכת מבנית של פלדה - מסגרות בטון מזוין + קירות ליבת בטון + מסבכי חגורה. מסבכי החגורה מסודרים בקומות ה -22, ה -33 וה -42, כפי שמוצג באיור 14.

[איור 14 תרשים סכמטי של המערכת המבנית של S2 של מרכז הכנסים והתערוכה של אגם יונאן דיאנצ'י]

2.1.2אנרגיה - התפוגגות וסיסמית - תוכנית צמצום
"התקנות לקידום בידוד סייסמי ופיזור אנרגיה פרויקטים בניית בניית יונאן" (צו לא . 202 של ממשלת העם המחוזית של יונאן) מחייב כי "מפתח - מבוצר ומיוחד - מבצר פרויקטים של בניין עם שטח של אמצעי חריכה של יותר מ -1,000 מ"מ. "כאשר מאומצים עיצוב אנרגיה - פיזור, יש לשפר באופן משמעותי את הביצועים הסיסמיים של הבניין, ואת היחס בין העקירה האופקית של המבנה האנרגיה - המבנה לזו של המבנה הלא -אנרגיה - פיצול פעולת רעידת אדמה נדירה צריכה להיות פחות מ- 0.75".
ה- S2 של מרכז הכנסים והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י ממוקם באזור סיסמי בעוצמה גבוהה של 8 מעלות (0.2 גרם) ועליו לאמץ אנרגיה - התפזרות וסיסמית - הפחתת טכנולוגיות לשיפור הביצועים הסיסמיים של המבנה. על מנת להשיג השפעה מפחיתה של 25% סיסמית תחת רעידות אדמה מרכזיות, מאומצים באופן חדשני ארבעה סוגים של אנרגיה - מתפוגגים וסיסמיים - צמיגים - קירות צמיגים, אנרגיה מתכתית - מפזרים קרן צימוד, ואבזמים - מרווחים, כפי שמוצגים באיור 15. רצפות; קירות הצמיגים - מנחת מסודרים על הרצפות ה -26 - 40; אנרגיית המתכת - קורות צימוד מתפוגגות מסודרות בכיוון x - ב -26 - 40 הרצפות ובכיוון y - ב -6 - 19 הרצפות וה- 31 - 40 הרצפות; הפלטה המאופקת -מאופקת מסודרים בקומות ה -22, ה -33 וה -42.

[איור 15 תרשים סכמטי של מבנה האנרגיה - מתפזר מכשירים ב- S2 של מרכז הכנסים והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י]

2.1.3 סייסמי - צמצום אפקט
מספר המכשירים המפזרים באנרגיה בפרויקט ותנאי הפיזור שלהם - מופיעים בטבלה 2. ביניהם, הצמיגים - צמיחים קירות צמיגים - קירות צמיגים מפזרים אנרגיה תחת רעידות אדמה קלות, בינוניות ועיקריות; אנרגיית המתכת - קורות צימוד מתפוגגות ואבזם - פלטות מאופקות מספקות רק קשיחות תחת רעידות אדמה קלות ונכנסות לשלב המניב והאנרגיה תחת רעידות אדמה מתונות ועיקריות, מה שמבטיח את הביצועים הסיסמיים של המבנה תחת רעידות אדמה בינוניות ועיקריות. ככל שהעוצמה הסייסמית עולה, קורות צימוד הפלדה והפלטה מאופקת משתתפות בהדרגה בפיזור האנרגיה (איור 16), ויחס הדיכוי הנוסף של המבנה עולה, ומבטיח ביעילות את הביצועים הסיסמיים של המבנה.

טבלה 2אנרגיה - תנאי פיזור של אנרגיה - מכשירים פיזור

[איור 16 אנרגיה - תנאי פיזור של S2 של מרכז הכנסים והתערוכות של אגם יונאן דיאנצ'י בתנאי רעידת אדמה שונים]

2.2.1 סקירת פרויקט
לביתן המזרחי של מוזיאון שנחאי יש גובה בניין של 45 מ ', 2 רצפות מרתף, 6 קומות קרקע, ושטח בנייה כולל של 104,000 מ"ר. גודל המטוס הוא 105 מ '× 182 מ'. המראה האדריכלי שלו מוצג באיור 17.

[איור 17 איור 17 עיבוד ארכיטקטוני של ביתן המזרחי של מוזיאון שנחאי]
בהתבסס על מאפייני בניין המוזיאון, בשלב המקדים, הוצעה מערכת מבנית נוקשה של "פלדה - עמודי בטון מזוין + קורות פלדה + פלטות פלדה" כדי לעמוד במתווה האדריכלי הגמיש. מתווה המטוס המבני האופייני מוצג באיור 18.

[איור 18 פריסת מישור מבנית טיפוסית של ערכת המבנה הנוקשה]

2.2.2 אנרגיה - התפוגגות וסיסמית - תוכנית הפחתה

לפרויקט המאפיינים הבאים:

1) ביתן המזרחי של מוזיאון שנחאי הוא מוזיאון גדול - גדול - בקנה מידה עם חיי שירות עיצוביים של 100 שנה, וצריך להגביר את הפעולה הסיסמית על ידי 1.3 - 1.4 פעמים;

2) השרידים התרבותיים שנאספו במוזיאון הם יקרים, ויש לנקוט בצעדים יעילים כדי להגן על האוספים מפני נזק במהלך רעידת אדמה;

3) במוזיאון יש חלל פנימי עשיר, עם הרבה עמודים - חללים גדולים חופשיים במבנה, מעטים עמודים אנכיים - וחודרים, וחללי טווח גדולים וגדולים גדולים - שלוחה בפינות.
על מנת להבטיח שלמבנה יש ביצועים סיסמיים טובים בפעולה של רעידת אדמה, טכנולוגיית הפיזור האנרגיה נחשבת כמוצגת ליצירת אנרגיה משולבת - התפזרות מערכת מבנית של "פלדה - עמודות בטון מחוזקות + קרני פלדה + קירות צמיחים - קירות אבזם - פלטות מאופקות". קירות הצמיגים - קירות הנמלים מפזרים אנרגיה תחת רעידות אדמה קלות, בינוניות ועיקריות, מפזרים אנרגיה סייסמית ומפחיתים את הפעולה הסיסמית על המבנה העיקרי; הפלטה המאופקת -מאופקת מספקת קשיחות תחת רעידות אדמה קלות ומתונות כדי לעמוד בדרישות הנוקשות לרוחב של המבנה ותניב לפזר אנרגיה תחת רעידות אדמה מרכזיות. באמצעות השימוש המשולב בקירות צמיגים - פלטות אבזם - מאופקות, למבנה יש מספיק קשיחות כוללת ומנגנון פיזור אנרגיה טובה. מתווה המטוס המבני האופייני של התוכנית המפחיתים והפחתה סייסמית - מוצג באיור 19.

[איור 19 מתווה מטוס מבני טיפוסי שלאנרגיה - התפוגגות וסיסמית - תוכנית צמצום]
על בסיס המערכת המבנית הנוקשה, התוכנית המפחיתה האנרגיה - הפחתה סייסמית - מחליפה את פלטות הפלדה העמידות לרוחב עם פלטות מאופקות באבזם, ובשילוב עם עיצוב התפקוד האדריכלי, מוסיף קירות צמיגים במיקומים מתאימים.

2.2.3 סיסמי - צמצום אפקט
טבלה 3 מציגה את תוצאות הניתוח ההשוואתי של המבנה הסיסמי והמנחה - הפחתת המבנה הסיסמי. בהשוואה למערכת המבנית הסיסמית של "עמודי בטון מזוין + קורות פלדה

(1) כוח גזירה בסיס
לאחר התקנת קירות דעיכה צמיגים ופלטה מרוסחת אבזם, כוח הגזירה הבסיסית מצטמצם בכ- 20%.
(2) יחס תקופה ודיכוי
תקופת הפיזור האנרגטי והפחתת הסיסמית מוגברת במידה מסוימת בהשוואה לזו של התוכנית הנוקשה. בינתיים, יחס הדיכוי של המבנה תחת רעידות אדמה תכופות מוגדל מ- 4% ל 6.3%.
(3) פיזור אנרגיה מבנית
יכולת פיזור האנרגיה המבנית של פיזור האנרגיה והפחתת סייסמית משופרת משמעותית. יתר על כן, פיזור האנרגיה של מכשירי ההפחתה הסיסמית מהווה כמחצית תחת רעידות אדמה מרכזיות, שיכולות להפחית ביעילות את הנזק של רכיבים מבניים. איור 20 מציג את פיזור האנרגיה המבנית תחת רעידות אדמה קלות, בינוניות ועיקריות.

△ איור 20 פיזור אנרגיה של ביתן המזרחי של מוזיאון שנחאי בתנאים סייסמיים שונים

נבחרים שני מקרים של שילוב של פיזור אנרגיה ובידוד סייסמי שתוכנן על ידי המחבר. בשילוב עם מאפייני הפרויקט, מוצגים בקצרה את רעיונות העיצוב של מבני הבידוד הסיסמיים המשולבים והפיזור האנרגיה, ותקופות הרטט הטבעיות, יעילות הפחתה סייסמית, ויכולות פיזור אנרגיה של המבנים עם וללא בידוד סיסמי ותכשירי פיזור אנרגיה ומנתחים לצורך התייחסות של מעצבי הנדסה.

3.1.1 סקירת פרויקט
השלב הראשון של בניין מטה הבנק המסחרי הכפרי של קשגר כולל גובה בניין של 86 מ ', רצפת מרתף 1, 19 קומות קרקע, ושטח בנייה כולל של 35,000 מ"ר. הפודיום והמגדל הראשי מופרדים על ידי מפרק. המראה האדריכלי שלו מוצג באיור 21. המגדל העיקרי של הפרויקט מאמץ מסגרת בטון מזוין - מערכת מבנה צינור ליבה, כפי שמוצג באיור 22.

[איור 21 עיבוד אדריכלי של בניין מטה בנק מסחרי כפרי קאשגר]

[איור 22 מערכת מבנית של בניין מטה בנק מסחרי כפרי קאשגר]

3.1.2 תוכנית שילוב שלפיזור אנרגיה ובידוד סיסמי
מאפייני התכנון המבני של בניין המטה המסחרי הכפרי של קשגר הם כדלקמן: 1) לאזור הבנייה המתוכנן של הפרויקט יש עוצמת ביצור סיסמית של 8 מעלות (0.3 גרם), השייכת לאזור סיסמי בעוצמה גבוהה, עם דרישות גבוהות לביצועים סייסמיים מבניים; 2) חזית הבניין נדרשת להיות שקופה ככל האפשר, ולא ניתן להגדיר קירות גזירה היקפיים.
לפיכך נחשבת טכנולוגיית הבידוד הסיסמית, ומותקנים שופכים צמיגים בשכבת הבידוד הסיסמית כדי להפחית את הפעולה הסיסמית במבנה העליון, להבטיח כי למבנה העליון יש ביצועים סיסמיים טובים, ולהשיג את המטרה העיצובית של הפחתת העוצמה הסיסמית של המבנה העליון על ידי דרגה אחת.
שכבת הבידוד הסיסמית ממוקמת מתחת ללוח רצפת המרתף ומעל לוח הבסיס העליון. בסך הכל 34 מיסבי בידוד סייסמיים (23 מסבי גומי ליבה (LRB) ו -11 מסבי גומי טבעיים (LNR)) ו -16 שופטים צמיגים (VFD) מסודרים בשכבת הבידוד הסיסמית. הפריסה מוצגת באיורים 23 ו -24.

[איור 23 פריסת התוכנית שלמיסבי בידוד סייסמיים]

[איור 24 3 D תרשים סכמטי שלשכבת בידוד סייסמית]

3.1.3 השפעות של שילוב של פיזור אנרגיה ובידוד סיסמי
(1) תקופה
ההשוואה בין התקופות המבניות עם ובלי התקני בידוד סייסמיים מוצגת בטבלה 4. תוכנית הבידוד הסיסמית מרחיבה את התקופה המבנית בכ- 2.5 פעמים על ידי קביעת שכבת הבידוד הסיסמית, ובכך מפחיתה ביעילות את הפעולה הסיסמית.

טבלה 4 השוואה בין תקופות מבניות עם ובלי מכשירי בידוד סייסמיים
(2) מקדם הפחתה סייסמית
לאחר החישוב, מקדם ההפחתה הסיסמי המרבי של כוח הגזירה של הסיפור תחת רעידת האדמה של ביצור הוא 0.34, ומקדם ההפחתה הסיסמי המרבי של הרגע המתהפך על הסיפור הוא 0.35. שניהם פחות מ- 0.38 (עם קביעת שופטים) שצוינו ב"קוד לעיצוב סייסמי של מבנים "(GB 50011 - 2010) (מהדורת 2016) [15] (המכונה קוד העיצוב הסיסמי בקיצור). על פי קוד העיצוב הסיסמי, ניתן לבצע את העיצוב עם ירידה אחת - דרגה בעוצמה הסיסמית.
(3) פיזור אנרגיה מבנית
פיזור האנרגיה של כל חלק משכבת ​​הבידוד הסיסמית שמתחת לרעידת האדמה הנדירה מוצג באיור 25. תוצאות מיסבי הבידוד האנרגיה - היסטוריה תחת רעידת האדמה הנדירה מראים כי פיזור האנרגיה של האנרגיה של מיסבי הבידוד הסיסמיים מהווה 63%, פיזור האנרגיה של האנרגיה, מהווה את הדיסציה של המבנה, ובגדולה של הבנייה של הבנייה של הבנייה, בביטוי של הבנייה, את הבנייה של הבנייה. הפחתת קלט האנרגיה הסיסמית למבנה העליון.

[איור 25פיזור אנרגיהתחת רעידת האדמה הנדירה]

3.2.1 סקירת פרויקט
במרכז הכנסים הבינלאומי של דרך משי Xi'an גובה בניין של 60 מ ', 2 רצפות מרתף, 3 קומות קרקעיות, ושטח בנייה כולל של 207,000 מ"ר. המראה האדריכלי שלו מוצג באיור 26.

[איור 26 עיבוד ארכיטקטוני של מרכז הכנסים הבינלאומי של דרך המשי של שיאן]
המבנה העליון של המגדל מאמץ מערכת מבנית של מסגרת פלדה ענקית. העמודים הענקיים מורכבים מ 20 צילינדרים תמיכה אנכיים, וקורות הענק מורכבות מלוח רצפת מסבך פלדה גבוה של 4 מ 'ולוח גג מסבך פלדה בגודל 4.5 מ', כפי שמוצג באיורים 27 ו -28.

[איור 27 החלק המבני הכללי]

[איור 28 גלילי תנועה אנכיים (20)]

3.2.2 משולבבידוד סייסמיתָכְנִית
מאפייני התכנון המבני של מרכז הכנסים הבינלאומי של רחוב המשי Xi'an הם כדלקמן: 1) הפרויקט ממוקם באזור סיסמי גבוה בעוצמה של 8 מעלות (0.2 גרם), עם דרישות גבוהות לביצועים סייסמיים מבניים; 2) המבנה מאמצת מערכת מבנית של מסגרת פלדה ענקית, ובבניין יש הרבה מרחבים גדולים וגדולים - שלוחה. יש צורך במדדים יעילים כדי להבטיח את הביצועים הסיסמיים של מסגרת הענק; 3) למבנה יש טווח גדול ועומס רצפה כבד. עומס הכובד משפיע רבות על גודל הרכיב. במקביל, למבנה הכולל יחס גובה עד - רוחב קטן מאוד (0.32), וכתוצאה מכך נוקשות אופקית גדולה יחסית של המבנה העליון.
בהתבסס על מאפייני הפרויקט לעיל, מאומצת תוכנית בידוד סייסמית בראש העמודים בקומת המרתף הראשונה. שכבת הבידוד הסיסמית משתמשת בשילוב של מיסבי גומי טבעיים + עופרת - מיסבי גומי ליבה + מסבי הזזה + שופכים צמיגים, השגת המטרה העיצובית של צמצום העוצמה הסיסמית של המבנה העליון בדרגה אחת והפחתת האקשן הסיסמי על המסגרת הענקית.
בסך הכל 74 מיסבי גומי ליבה (LRB), 96 מיסבי גומי טבעיים (LNR), 356 מיסבי הזזה אלסטיים (ESB/SB), ו -32 שוכני נוזלים צמיגים (VFD) מסודרים בשכבת הבידוד הסיסמית. הפריסה הספציפית מוצגת באיור 29.

[איור 29 פריסת תוכנית שלמיסבי בידוד סייסמיים]

3.2.3 השפעות של הבידוד הסיסמי המשולב
(1) תקופה
ההשוואה בין התקופות המבניות עם ובלי מכשירי בידוד סייסמיים מוצגת בטבלה 5. התקופה של מבנה הבידוד הסיסמי מורחבת על ידי 3.7 - 4.2 פעמים בהשוואה לזו של מבנה הבידוד הלא -סיסמי, וזה מועיל למבנה להתרחק מהתקופה המאפיינת באתר ולהפחית את הפעולה הסייסמית.

טבלה 5 השוואה בין תקופות מבניות עם ובלי מכשירי בידוד סייסמיים
(2) מקדם הפחתה סייסמית
לאחר החישוב, מקדם ההפחתה הסיסמי המרבי של כוח הגזירה של הסיפור תחת רעידת האדמה של ביצור הוא 0.35, ומקדם ההפחתה הסיסמי המרבי של הרגע המתהפך על הסיפור הוא 0.35. שניהם פחות מ- 0.38 (עם קביעת שופעים) שצוינו בקוד העיצוב הסיסמי. על פי קוד העיצוב הסיסמי, ניתן לבצע את העיצוב עם ירידה אחת - דרגה בעוצמה הסיסמית.
(3) פיזור אנרגיה מבנית
פיזור האנרגיה של כל חלק משכבת ​​הבידוד הסיסמית מתחת לרעידת האדמה הנדירה מוצג באיור 30. תוצאות זמן האנרגיה - ניתוח ההיסטוריה תחת רעידת האדמה הנדירה מראים כי מרבית תשומת האנרגיה הסיסמית למבנה הבידוד הסיסמי מתפוגגת על ידי מיסבי הבידוד הסיסמיים. ביניהם, פיזור האנרגיה של מיסבי הבידוד הסיסמיים מהווה 68%, פיזור האנרגיה של הדיכונים מהווה 17%, ופיזור האנרגיה הכולל של שכבת הבידוד הסיסמית מהווה 85%מהפיזור האנרגיה הכללי של המבנה, ומפחית מאוד את קלט האנרגיה הסיסמית למבנה העליון.

[איור 30 פיזור אנרגיה תחת רעידת האדמה הנדירה]

(1) אזורים סיסמיים בעלי עוצמה גבוהה מופצים באופן נרחב בסין, והעיור של סין מתפתח במהירות. יש לנקוט אמצעים סיסמיים יעילים לשיפור הביצועים הסיסמיים ואת איכות השירות של מבנים.
(2) בידוד סייסמי ופיזור אנרגיה טכנולוגיות התבגרו ומיושמות באופן נרחב במבני בנייה (כמו בנייני עלייה גבוהים ובנייני טווח גדולים), שיכולים להפחית ביעילות את הפעולה הסיסמית ולשפר את הביצועים הסיסמיים של מבנים.
(3) משני מקרי היישום של טכנולוגיות שילוב של פיזור אנרגיה ושני מקרי היישום של השילוב של פיזור אנרגיה וטכנולוגיות בידוד סייסמיות, ניתן לראות כי על פי מאפייני הפרויקט, שילוב באופן רציונלי ויישום פיזור אנרגיה ואנרגיה וטכנולוגיות בידוד סיסמיות יכול לשפר עוד יותר את הביצועים המבניים של הבניינים ולהשיג את שמונה - עקרון אדריכלי של אופי, יישום, רווחה, אמינה. היישום המשולב של בידוד סייסמי וטכנולוגיות פיזור אנרגיה בוודאי יהפוך למגמה בהתפתחות העיצוב הסיסמי.

[1] דינג ג'ימין, וו הונגלי. מדריך תכנון ויישום הנדסי של בידוד סייסמי ומבני בניית פיזור אנרגיה [M]. בייג'ינג: ארכיטקטורה ובניית סין, 2018.
[2] דינג ג'ימין, וו הונגלי. תכנון הנדסי ויישום של טכנולוגיית דעיכה צמיגה [M]. בייג'ינג: ארכיטקטורה ובניית סין, 2017.
[3] וו הונגלי, דינג ג'ימין, ליו בו. ביצועים - תכנון מבוסס ויישום של מבני פיזור אנרגיה משולבים עבור מבנים סופר גבוהים - עלייה [J]. כתב העת למבני בניין, 2020, 41 (3): 14 - 24.
[4] וואנג שייו, וו הונגלי, וו האו. יישום של טכנולוגיית פיזור אנרגיה היברידית בפרויקט החיזוק והשיפוץ של מסגרת יחידה - J]. מבנה בניין, 2020, 50 (S1): 405 - 410.
[5] הירוקאקי הרדה, טאטסומי שינוהארה, קייטה סאקקיבארה. מחקר על התנהגות דינאמית של בניין Nikken Sekkei Tokyo המצויד במערכות פיזור אנרגיה כאשר הוא נפגע על ידי רעידת האדמה הגדולה של מזרח יפן 2011 [C] // הליך הוועידה העולמית ה -15 בנושא הנדסת רעידות אדמה. ליסבו, 2012.
[6] Shuichi Otaka, Masayuki Yamanaka, Shokichi Gokan, et al. Toranomon - פרויקט אזור רופונגי [C] // הליכי הוועידה הגלובלית התשיעית של המועצה לבניינים גבוהים ובית גידול עירוני. שנחאי, 2012.
[7] דינג ג'ימין, טו יו, וו הונגלי ואח '. מחקר יישומים על הטכנולוגיה המשולבת של בידוד סייסמי ופיזור אנרגיה באזורי ביצור סייסמיים בעוצמה גבוהה [J]. Journal of Building Structures, 2019, 40 (2): 77 - 87.
[8] Zhang Zhengtao, Xia Changchun, Fan Rong, et al. תכנון של בידוד סייסמי בין -סיפור עבור Suqian Suqian Ginza [J]. מבנה בניין, 2013, 43 (19): 54 - 59.
[9] דאי שימאזאקי, קנטארו נקאגאווה. מערכות בידוד סייסמיות המשלבות עם קירות ליבת RC ומסגרות היקפיות בטון טרום [J]. Journal International of High - Rise Buildings, 2015, 4 (3): 181 - 189.
[10] Hasyayoshi Kojimi, Sone, Tomohisa. העיצוב המבני של מגדל Nihomombashi של טוקיו [J]. מבנה: כתב העת של איגוד היועצים המבניים של יפן, 2015, 48 (12): 50 - 51, 12.
[11] קן אוקדה, סאטושי יושידה. תכנון מבני של מגדל פסטיבל Nakanoshima [J]. Journal International of High - Rise Buildings, 2014, 3 (3): 173 - 183.
[12] דו"ח ביקורת מיוחד על העיצוב הסיסמי של S2 של מרכז הכנסים והתערוכות של אגם דינצ'י של קונמינג [R]. שנחאי: טונג'י תכנון אדריכלי (קבוצה) ושות 'בע"מ, 2018.
[13] דוח ביקורת מיוחד על העיצוב הסיסמי של הפרויקט החדש שנבנה של ביתן המזרחי של מוזיאון שנגחאי (העולה על גבול הבניינים הגבוהים והגדולים) [R]. שנחאי: טונג'י תכנון אדריכלי (קבוצה) ושות 'בע"מ, 2017.
[14] דוח ניתוח מיוחד על תכנון הבידוד הסיסמי של בניין הבנק המסחרי הכפרי של קשגר [R]. שנחאי: טונג'י תכנון אדריכלי (קבוצה) ושות 'בע"מ, 2017.
[15] קוד לעיצוב סייסמי של בניינים: GB 50011 - 2010 [S] . 2016 מהדורה. בייג'ינג: ארכיטקטורה ובניית סין, 2016.
[16] וו הונגלי, דינג ג'ימין, חן צ'אנג'יה. מחקר על יישומים בנושא טכנולוגיית בידוד סייסמית במרכז הכנסים הבינלאומי של שיאן דרך משי [J]. כתב העת למבני בניין, 2020, 41 (2): 13 - 21.

דינג ג'ימין הוא פרופסור ומפקח דוקטורט באוניברסיטת טונג'י, סקר ותכנון לאומי לתואר שני בהנדסה, מהנדס מבנה רשום בכיתה ראשונה, מהנדס מבנה בכיר במוסד של מהנדסי מבנים (בריטניה), וסגנית המנהל של מועצת העריכה של "מבנה הבניין". כיום הוא המהנדס הראשי של Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
הוא סיים את לימודיו במחלקה להנדסת מבנים באוניברסיטת טונג'י בשנת 1990 עם תואר דוקטור להנדסה. הוא עוסק זה מכבר בהתייעצות מחקרית ועיצובית של מבנים מורכבים והשיג תוצאות מחקר עשירות במבנים מורכבים כמו מבני עלייה סופר -גבוהים ומבני פלדה גדולים. הוא זכה בפרס הראשון בפרס משרד הבנייה למדעי הבנייה וטכנולוגיה, הפרס השני של פרס התקדמות המדע והטכנולוגיה הלאומי, הפרס המיוחד בפרס התקדמות המדע והטכנולוגיה של שנגחאי, הפרס הראשון של פרס משרד המדע והטכנולוגיה של משרד החינוך והפרס המיוחד של החברה האדריכלית של סין ומדעי התקדמות הטכנולוגיה. הוא גם השתתף בהרכבה של קודי עיצוב לאומיים ושנגחאי כמו "קוד לעיצוב סייסמי של מבנים" (GB 50011 - 2010) ו"קוד לעיצוב מבנים מרחביים "(DG/TJ08 - 52 - 2004). הוא השלים יותר ממאה פרויקטים הנדסיים, כולל בנייני עלייה גבוהה וסופר -סופר -עלייה, אצטדיונים גדולים - מרכזי כנסים ותערוכות, תיאטראות גדולים בקנה מידה, ומרכזי תחבורה ברכבת במהירות גבוהה, וזכה בפרסים הראשונים והשנייה של פרסי הבנייה המצוינים של פרסי הבנייה המצוינים והפרס הראשון של פרסי הבנייה המצוינים. בנובמבר 2017 הוענק לו את פרס חברות הכבוד לכל החיים על ידי הקונגרס העולמי של מהנדסי המבנים (SEWC). באוקטובר 2018 הוא זכה במדליית הזהב של מוסד מהנדסי המבנים (Istructe) בבריטניה. באפריל 2019 הוא זכה בפרס התרומה המצטיין של המועצה לבניינים גבוהים ובית גידול עירוני (CTBUH).

מאמר זה פורסם בגיליון ה -17 של "מבנה הבניין" בשנת 2021, תחת הכותרת "פיתוח ויישום של בידוד סייסמי וטכנולוגיית פיזור אנרגיה "ו המחברים הם דינג ג'ימין, וו הונגלי, וואנג שיו, וחן צ'אנג'יה, והיחידה היא טונג'י אדריכלי עיצוב (קבוצה) ושות 'בע"מ.
מקור: מבנה בנייה

חדשות מ http://www.zjypxzx.com/c/ ({2 }/494488.shtml