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1、图8 地震作用下模型加速度峰值反应图,4.模型结构层间位移反应 各种强度地震作用下，各层层间位移角如表3所示。 表3 7度地震X+Y向作用下层间位移角（1/）,小结,通过模拟震动台试验获得的模型动力特性数据证明，在巨型钢框架结构中适当采用隔震措施，可以明显改善结构的抗震性能，提高结构的抗震安全性能，实现上部结构在地震作用下由传统抗震结构的“放大晃动型”转变为隔震结构的“整体平动型”，从激烈的、由下到上不断放大的晃动变为只作长周期的、缓慢的、整体水平平动，从有较大的空间变位转变为只有微小的层间变位，因而确保了上部结构在强震中仍处于弹性状态，达到既保护主体结构，又保护结构内部的装修、设备、仪器和展
2、项等不受损害的目的，确保建筑物和生命财产的安全。,二、隔震技术在广东科学中心E区的应用,隔震技术是通过在上部结构和基础之间设置水平柔性层，延长结构侧向振动的基本周期，从而减小水平地震地面运动对上部结构的作用。通过使用隔震技术，结构侧向振动基本周期一般可以延长到4.0s，从而远离地震动卓越周期，实现上部结构地震作用、横向剪力和相对边形大幅度减小的目的。,在国内，隔震减震技术已经逐渐在一些超高层建筑、公共建筑、地铁和大跨桥梁上安装使用。自1993年第一栋隔震建筑在广东省汕头市投入建设以来，迄今为止，我国已经建成460多栋隔震房屋，成为了仅次于日本的第二大隔震技术应用国家；国际上,尤其是日本,隔震减
3、振技术在土木工程中应用相对较多, 日本将建成世界最高的隔震建筑，层数达到42层。,在广东科学中心E区使用隔震技术，可以明显地改善结构的抗震性能和抗扭性能，提高结构的抗震安全性，减轻地震、台风和恐怖活动的振动等不良因素的影响。其具体应用情况有以下几个方面： （1）广东科学中心E区使用隔震技术，这在国际上首次实现了隔震技术在巨型钢结构中的应用。 （2）广东科学中心E区共使用橡胶垫124个，最大直径1.1米，这是国内目前使用的最大的橡胶隔震垫。,（3）使用隔震技术，可以确保广东科学中心E区结构在8度地震作用下结构的最大位移控制在8cm，9度地震作用下结构的最大位移控制在15cm范围内，实现将整体位移
4、控制在2030cm范围内的目的，不仅保证建筑结构在“小震、中震、大震”作用下不坏，而且能够有效保护广东科学中心E区室内重要设备仪器与展品等在地震作用下不受损坏。 （4）在工程造价方面，7度区应用隔震技术将会增加结构造价5，而在8度区应用隔震技术会降低结构造价5，9度区则会降低15。目前广州市区内的建筑是按7度区进行抗震设防的，而广东科学中心E区则是按8度及以上地区采取抗震措施的。,隔震技术应用简介,中国减震控制技术应用发展现状,1980 - 1993 - 2001 - 未来 第一阶段 第二阶段 第三阶段 隔震 试点 应用 规范应用(近450栋) (成熟) （多种装置） （橡胶支座） (橡胶支座
5、+其他） 消能 试点 应用 规范应用(近40栋) (成熟) （多种装置） （多种装置） （多种装置） 被动 试点 应用 应用(近10栋) (基本成熟) (加层,水箱TMD) (半)主动 研究 研究 研究 (未成熟),分析结果： 隔震效果-频率比 的 关系,传统结构 水平刚度大 频率比W/Wn =0.81.5 地震动放大系数 Ra Ra=2 3 隔震结构 水平刚度小（柔性支座） 频率比W/Wn = 36 地震动放大系数 Ra Ra= 1/21/6 隔震结构 / 传统结构： 理论：Ais/Afs=1/4 1/12 试验： Ais/Afs= 约 1/8.6,传统结构,隔震结构,隔震结构振动台试验,1
6、982 加拿大 UBC 1994 同济大学(基金）,隔震结构振动台试验 Seismic Isolation-Shaking table tests,1996 华南建设学院(广州大学) 1997 广州大学 基底隔震 首层顶隔震,隔震结构振动台试验(总结） Seismic Isolation-Shaking table tests,地面 400 gal,隔震房顶 110 gal,不隔震房顶 880 gal,隔震结构 隔震机理 地震中表现,传统房屋 地震时 激烈晃动 房屋加速度放大 100% 250% 梁柱裂,内部装饰,设备破坏,隔震房屋 地震时 缓慢平动(长周期) 房屋加速度减少 100% 40%
7、 结构弹性(变形集中在柔软支座) 保护结构 和 内部装饰,设备 隔震/不隔震=1/6,隔震 支座,固定 基础,叠层橡胶隔震支座 Laminated Rubber Bearing (RB),隔震装置良好的力学性能和耐久性能,夹层橡胶支座性能和检验要求 (1）竖向承载力极限承载力(90 MPa) (2）竖向抗拉能力 拉断试验 Pt 2 Mpa (3）水平剪压力刚度,阻尼比测定- 剪压试验 (4）水平变位能力 大水平变位试验 (5) 相关性能试验：对水平刚度,阻尼比的影响 竖向承载力,水平变形大小,水平加荷频率,温度变化 (6) 耐久性试验 长期试验（要求 60年） 1.耐疲劳试验（150 ）次 2
8、.耐徐变试验（185h） 3.耐老化（185h）,Seismic Isolation-Rubber bearings tests Vertical compression and horizontal shear tests (1),Seismic Isolation-Rubber bearings tests,Seismic Isolation-Rubber bearings tests 徐变 Creep tests,隔震支座 徐变试验 短期试验(240h) 长期试验(60年) 目前世界尚无此数据 正进行 50 年徐变试验 2001/1/1-2051/12/31,Seismic Isolat
9、ion-Rubber bearings tests 老化 Ozone aging tests,Seismic Isolation-Rubber bearings tests Durability testing results,Seismic Isolation-Rubber bearings tests Durability investigation for rubber bearings,Site Investigation of Durability of real Rubber Bearing: Countries Structures Working life (yr.) Thic
10、kness of ozone China Bridge 1956-1996 (40yr.) 3mm UK Bridge 1954-1995 (41yr.) 3mm (Pelham) UK Building 1934-1995 (62yr.) 3.5mm (London) Australia Bridge 1889-1995 (106yr.) 4- 5mm Conclusion : Real working life 100 yr. Safety measure: Add resistant ozone material to rubber Set a cover layer 10mm arou
11、nd bearing,抗老化 寿命 100年,措施：胶料加抗老化剂， 支座外包保护层10mm,世界中,美,日 三国 隔震结构工程应用,应用 层数:中国19层，已建近 500 幢 美国29层，已建近 100 幢 日本 42层，已建近 1500 幢 中国应用数量：1991年现在 已建 500 幢 (广东,西昌，新疆，云南，山西.),我国 隔震技术的 应用,为人民建造确保地震时安全的住宅 让人民享用免遭地震伤亡的权利 (1) 中国隔震建筑分布： 已应用在我国广东，福建，山西，陕西，云南， 四川，宁夏，内蒙古，新疆，河北，河南，江苏， 北京，上海，天津，台湾等16个省市自治区 (2)中国隔震建筑数量：
12、 在我国设计和建成隔震房屋 近500 幢 (3) 范围:住宅,办公大楼,教学楼,医院,指挥中心. 邮电通信楼,博物馆,体育馆 . 民用住宅70 %, 重要建筑20 %, 其它10 %,中国隔震建筑 应用分布图（已建成） 1993 - 2002,隔震技术应用分布图,我国第一棟橡胶支座隔震房屋（8层住宅）- 广东汕头 1989-1993,隔震结构 工程应用 及 地震考验 Seismic Isolation- in Shantou City-Earthquake experience,中国第一栋: 1993年 汕头8层隔震房屋 (联合国UNIDO国际项日) 中国地震考验:1994.9.16 台湾海峡
13、地震 (M7.3) 汕头传统房屋: 晃动激烈 人站不稳 青少年跳窗逃（死伤126人） 水桶溅水1/3 汕头隔震房屋:人无震感,首层隔震 广东澄海 政府干部住宅楼（7层） Houses buildings in southern China,首层隔震,首层隔震 广州市地震监测指挥中心 2000年,首层隔震,新疆 乌鲁木齐 石化厂区 隔震住宅楼群 （38栋，13万m2）2000年 当年世界隔震面积最大,(基底隔震),Isolated buildings - the largest area in the world,北京地铁 地面枢纽站 大面积平台上 隔震住宅楼(建设中) RC 大平台（2000米
14、1500米）上 建造 48 幢 9层的 隔震住宅楼 隔震建筑面积 480,000 平方米 目前 世界面积最大 隔震建筑群,隔震层 (隔震支座),北京地铁 9层 隔震房屋 （4）,(M) 17P04BJ 05,Stories-isolation,隔震 房屋完好无损 El Centro wave Tianjing wave Local Site wave Ground Motion 地震 Ag= 0.60 g Isolation Structural Acc. 结构As= 0.110.16 g,(M) 17p04 BJ ISO 07 Stories no- isolation Shaking ta
15、ble tests ）,不隔震 No- Isolation (Fixed) Damage, Collapse El Centro (N-S) (Transverse) Ground Motion 地震 Ag= 0.366 g Structural Acc. 结构 As= 0.834 g Comparison: 隔震/不隔震 = 1/4,Stories no-isolation (Severe damage,collapse),Stories no-isolation (Severe damage,collapse),北京地铁 地面枢纽站 RC平台上 隔震支座 施工安装,隔震设计及隔震装置布置 该栋行政楼A栋采用隔震设计方案，隔震层设置在地下室一层顶部，隔震装置采用普通型橡胶隔震支座，铅芯型橡胶隔震支座及滑板支座，采用一柱一垫的方法，每个柱子上设一个隔震垫。,THE END 谢 谢 !,