Сейсмическая изоляция фундамента
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2010 г. ) |
Сейсмическая изоляция основания , также известная как изоляция основания , [ 3 ] или базовая система изоляции , [ 4 ] является одним из самых популярных средств защиты конструкции от сейсмических сил. [ 5 ] Это совокупность структурных элементов, которые должны существенно отделять надстройку , которая, в свою очередь , от ее подконструкции опирается на трясущуюся землю, тем самым защищая целостность здания или нестроительной конструкции . [ 6 ]
Изоляция основания является одним из самых мощных инструментов сейсмостойкой техники, относящейся к технологиям пассивного контроля вибрации конструкций . Изоляция может быть достигнута с помощью различных технологий, таких как резиновые подшипники, подшипники скольжения, шарикоподшипники, пружинные системы и другие средства. Он предназначен для того, чтобы здание или нестроительная конструкция могли пережить потенциально разрушительное сейсмическое воздействие посредством правильного первоначального проектирования или последующих модификаций. конструкции, В некоторых случаях применение изоляции основания может значительно повысить как сейсмические характеристики так и ее сейсмическую устойчивость . Вопреки распространенному мнению, изоляция основания не делает здание сейсмоустойчивым.
Базовая система изоляции состоит из изолирующих блоков или без с изоляционными компонентами них , где:
- Изоляционные блоки являются основными элементами базовой системы изоляции , которые предназначены для обеспечения вышеупомянутого эффекта развязки здания или нестроительной конструкции.
- Компоненты изоляции – это соединения между блоками изоляции и их частями, не имеющие собственного развязывающего эффекта.
Изоляционные блоки могут состоять из сдвиговых или скользящих блоков. [ 7 ] [ ненадежный источник? ] [ 8 ] [ ненадежный источник? ]
Эту технологию можно использовать как для проектирования новых конструкций, так и для [ 9 ] и сейсмическая модернизация . В процессе сейсмической модернизации некоторые из наиболее известных памятников США, например , мэрия Пасадены , мэрия Сан-Франциско , Солт-Лейк-Сити и здание округа или мэрия Лос-Анджелеса, были установлены на базовых изоляционных системах . Это потребовало создания диафрагм жесткости и рвов вокруг зданий, а также принятия мер против опрокидывания и эффекта P-Delta .
Базовая изоляция также используется в меньших масштабах — иногда вплоть до одной комнаты в здании. Изолированные системы фальшпола используются для защиты основного оборудования от землетрясений. Эта техника была использована для защиты статуй и других произведений искусства — см., например, Родена » «Врата ада в Национальном музее западного искусства в токийском Уэно парке . [ 10 ]
Базовые изоляционные блоки состоят из подшипников линейного перемещения , которые позволяют зданию двигаться, масляных демпферов, которые поглощают силы, возникающие при движении здания, и ламинированных резиновых подшипников, которые позволяют зданию вернуться в исходное положение после окончания землетрясения. . [ 11 ]
История
[ редактировать ]Подшипники-изоляторы основания были впервые изобретены в Новой Зеландии доктором Биллом Робинсоном в 1970-х годах. [ 12 ] Подшипник, состоящий из слоев резины и стали со свинцовым сердечником, был изобретен доктором Робинсоном в 1974 году. [ 13 ] Самое раннее использование систем изоляции оснований датируется 550 годом до нашей эры при строительстве гробницы Кира Великого в Пасаргадах , Иран. [ 14 ] Более 90% территории Ирана, включая этот исторический объект, расположено в Альпийско-Гималайском поясе, который является одной из самых активных сейсмических зон Земли. Историки обнаружили, что это сооружение, состоящее преимущественно из известняка, было спроектировано так, чтобы иметь два фундамента. Первый и нижний фундамент, сложенный из камней, скрепленных известковой штукатуркой и песчаным раствором, известный как Саройский раствор, был рассчитан на перемещение в случае землетрясения. Верхний фундаментный слой, представлявший собой большую плиту, никак не связанную с основанием сооружения, был сложен из полированных камней. Причина, по которой этот второй фундамент не был привязан к основанию, заключалась в том, что в случае землетрясения этот пластинчатый слой мог свободно скользить по первому фундаменту конструкции. Как историки обнаружили тысячи лет спустя, эта система работала именно так, как предсказывали ее создатели, и в результате гробница Кира Великого стоит до сих пор. Развитие идеи изоляции баз можно разделить на две эпохи. В древности изоляция выполнялась путем возведения многослойных тесаных камней (или путем укладки под фундамент песка или гравия), а в новейшей истории помимо слоев гравия или песка в качестве изоляционного слоя используются деревянные бревна между землей и фундаментом. . [ 15 ]
Исследовать
[ редактировать ]Через Сеть Джорджа Э. Брауна-младшего по инженерному моделированию землетрясений ( NEES ) исследователи изучают характеристики базовых систем изоляции. [ 16 ] Проект является результатом сотрудничества исследователей из Университета Невады, Рино ; Калифорнийский университет в Беркли ; Университет Висконсина, Грин Бэй ; а Университет Буффало проводит стратегическую оценку экономических, технических и процедурных препятствий на пути широкого внедрения сейсмоизоляции в Соединенных Штатах. Ресурсы NEES использовались для экспериментального и численного моделирования, интеллектуального анализа данных, создания сетей и сотрудничества, чтобы понять сложную взаимосвязь между факторами, контролирующими общую производительность изолированной структурной системы. Этот проект включает в себя сейсмостойкий стол и гибридные испытания на экспериментальных объектах NEES в Калифорнийском университете в Беркли и Университете в Буффало, направленные на понимание предельных пределов производительности для изучения распространения локальных нарушений изоляции (например, удары об упоры, подшипники сбои, подъемы) до реакции системного уровня. Эти испытания будут включать в себя полномасштабные трехмерные испытания изолированного 5-этажного стального здания на вибростенде E-Defense в Мики, Хёго, Япония. [ 17 ] Исследования сейсмической изоляции в середине и конце 1970-х годов во многом основывались на наблюдении, что большинство записей сильных движений, зарегистрированных до того времени, имели очень низкие значения спектрального ускорения (2 секунды) в долгопериодном диапазоне. Записи, полученные на дне озера во время землетрясения в Мехико в 1985 году, вызвали обеспокоенность по поводу возможности резонанса, но такие примеры считались исключительными и предсказуемыми. Одним из первых примеров стратегии проектирования на случай землетрясения является пример, предложенный доктором Дж. А. Калантариенсом в 1909 году. Было предложено построить здание на слое мелкого песка, слюды или талька, который позволил бы зданию скользить в землетрясения, тем самым уменьшая силы, передаваемые на здание. Подробный обзор литературы по полуактивным системам управления Michael D. Symans et al. (1999) дает ссылки как на теоретические, так и на экспериментальные исследования, но концентрируется на описании результатов экспериментальной работы. В частности, обзор посвящен описаниям динамического поведения и отличительных особенностей различных систем, которые были экспериментально проверены как на уровне компонентов, так и в рамках мелкомасштабных структурных моделей.
Адаптивная базовая изоляция
[ редактировать ]Система адаптивной базовой изоляции включает в себя настраиваемый изолятор, который может регулировать свои свойства в зависимости от входного сигнала, чтобы минимизировать передаваемую вибрацию. Магнитореологические жидкостные демпферы [ 18 ] и изоляторы с магнитореологическим эластомером [ 19 ] были предложены в качестве адаптивных базовых изоляторов.
Известные здания и сооружения на базовых изоляционных системах
[ редактировать ]- Могила Кира
- Мэрия Лос-Анджелеса
- Мэрия Окленда
- Мэрия Пасадены
- Мэрия Сан-Франциско
- Калифорнийский дворец Почетного легиона в Сан-Франциско
- Мемориальный музей М. Х. де Янга в Сан-Франциско
- Музей азиатского искусства в Сан-Франциско
- Джеймс Р. Браунинг, здание Апелляционного суда США в Сан-Франциско
- Сан-Франциско международного аэропорта Международный терминал , одно из крупнейших сооружений с изолированным основанием в мире. [ 20 ] [ 21 ]
- Солт-Лейк-Сити и здание округа
- Башакшехир Чам и городская больница Сакура в Стамбуле
- Здания парламента Новой Зеландии в Веллингтоне
- Музей Новой Зеландии Те Папа Тонгарева в Веллингтоне
- Храм Церкви Иисуса Христа Святых последних дней в Солт-Лейк-Сити в Солт -Лейк-Сити (подлежит сейсмическому ремонту в 2019–2024 гг.) [ 22 ]
- BAPS Шри Сваминараян Мандир Чино Хиллз , [ 23 ] [ 24 ] первый в мире сейсмостойкий индуистский храм [ 25 ]
- Яблочный парк [ 26 ]
См. также
[ редактировать ]
- Сейсмостойкие конструкции
- Геотехническая инженерия
- Сейсмическая модернизация
- Амортизатор
- Амортизирующее крепление
- Виброизоляция
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Проект сейсмической реабилитации мэрии Лос-Анджелеса – технология изоляции основания» . Архивировано из оригинала 27 июля 2011 года.
- ^ «Набих Юсеф Ассошиэйтс | Инженеры-строители» . www.nyase.com . Проверено 11 июня 2017 г.
- ^ Прессман, Энди (2007). Стандарты архитектурной графики . Джон Уайли и сыновья. п. 30. ISBN 978-0-471-70091-3 .
- ^ Вебстер, Энтони К. (1994). Технологические достижения в японском проектировании и строительстве зданий . Американское общество инженеров-строителей. п. 70. ИСБН 978-0-87262-932-5 .
- ^ Датта, ТК (2010). Сейсмический анализ сооружений . Джон Уайли и сыновья. п. 369. ИСБН 978-0-470-82462-7 .
- ^ «Изоляция базы: видеодемонстрация» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. – на сайте www.youtube.com.
- ^ Свинцово-резиновый подшипник проходит испытания на предприятии UCSD Caltrans-SRMD , YouTube.
- ^ Гибридное моделирование базовых изолированных конструкций , YouTube
- ^ «Проекты» . www.siecorp.com .
- ^ Райтерман, Роберт (2012). Землетрясения и инженеры: международная история . Рестон, Вирджиния: ASCE Press. ISBN 9780784410622 .
- ^ «Сейсмическая изоляция | [THK || Global English]» . www.thk.com .
- ^ Избранные ресурсы Base Isolation, https://www.ccanz.org.nz/page/Base-Isolation.aspx.
- ^ Научно-исследовательский институт Робинсона, https://www.victoria.ac.nz/robinson/about/bill-robinson.
- ^ Масуми, Мохаммад Мехди (31 марта 2016 г.). «Древняя система изоляции баз в мавзолее Кира Великого» . Международный журнал по сейсмостойкой инженерии и уменьшению опасности (IREHM) . 4 (1). ISSN 2282-6912 . Архивировано из оригинала 29 марта 2018 г. Проверено 11 июня 2017 г.
- ^ Лунджи, Наставник (2016). Сейсмическая архитектура — архитектура сейсмостойких сооружений . Мспроект. ISBN 9789940979409 .
- ^ Основной момент проекта nees@berkeley: Гибридное моделирование сейсмической изоляции NEES TIPS, https://www.youtube.com/watch?v=Uh6l5Jqtp0c
- ^ Джованнарди, Фаусто; Гисасола, Адриана (2013). «Базовая изоляция: от истоков до наших дней» . Проверено 7 октября 2013 г.
- ^ Ян, Г.; Спенсер, БФ; Карлсон, доктор юридических наук; Сайн, МК (март 2002 г.). «Крупномасштабные жидкостные демпферы MR: моделирование и аспекты динамических характеристик» (PDF) . Инженерные сооружения . 24 (3): 309–323. CiteSeerX 10.1.1.486.9615 . дои : 10.1016/S0141-0296(01)00097-9 .
- ^ Бехруз, Маджид; Ван, Сяоцзе; Горданинежад, Фарамарз (1 апреля 2014 г.). «Эффективность новой системы изоляции магнитореологического эластомера». Умные материалы и конструкции . 23 (4): 045014. Бибкод : 2014SMaS...23d5014B . дои : 10.1088/0964-1726/23/4/045014 .
- ^ «Международный аэропорт Сан-Франциско: международный терминал – вложения» . enclos.com . Проверено 18 января 2021 г.
- ^ «Информационный бюллетень – Международный терминал» (PDF) . www.flySFO.com . Международный аэропорт Сан-Франциско. 30 января 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 мая 2009 г. . Проверено 3 августа 2009 г.
- ^ Докси, Джессика. «Реконструкция храма в Солт-Лейк-Сити – чего ожидать» . Храмовая площадь . Корпорация гостеприимства Темпл-сквер . Проверено 18 октября 2020 г.
- ^ «Храмы: первый каменный храм в Калифорнии, готовый к землетрясению - Интернет-издание журнала, июль / август / сентябрь 2013 г. - Публикации - журнал Hinduism Today» . www.hinduismtoday.com . Июль 2013 года . Проверено 15 апреля 2021 г.
- ^ «Системы динамической изоляции – Применение» . www.dis-inc.com . Проверено 15 апреля 2021 г.
- ^ «Новый мандир BAPS сочетает в себе лучшее из архитектуры и технологий | India Post News Paper» . 02 января 2013 г. Проверено 15 апреля 2021 г.
- ^ Фуллер, Томас (4 июня 2019 г.). «Внутри штаб-квартиры Apple, готовой к землетрясению» . Нью-Йорк Таймс .