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隔振器在抗御地震方面的應(yīng)用
2017-01-13 13:45:36來源: 作者:xdnet
隔震原理是一種完全不同的抗震設(shè)計原則。它允許結(jié)構(gòu)僅在彈性范圍內(nèi)工作而不要求具有大的塑性變形能力。地震運動的能量主要利用安裝在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底部和邊上的減震裝置來吸收的,目的是將結(jié)構(gòu)與地面運動隔離開來,因而減小慣性荷載和內(nèi)應(yīng)力。
隔振器由彈性的或彈塑性的彈簧與阻尼器組成。在基礎(chǔ)高程上安裝彈簧,主要是要把結(jié)構(gòu)自振周期增加到遠大于地震地面運動的卓越周期。為了減小位移幅值和防止有可能出現(xiàn)的準共振狀態(tài),必須使用阻尼器。使用隔振器的一般傾向是,加速度減小時,位移就逐漸變大。因此,必須適當?shù)倪x擇彈簧和阻尼器的數(shù)目以建立一最佳狀態(tài),在這個狀態(tài)下,加速度應(yīng)減小到合適的程度,同時位移又保持在允許限度內(nèi)。減小加速度反應(yīng)總會導(dǎo)致位移的增大。
在機器和汽輪機基礎(chǔ)方面,隔振的概念已廣泛應(yīng)用的很久了,然而對于普通的建筑物,特別是核電站,應(yīng)用這個原理來抗地震,則是相當新的做法。雖然用隔振器來抗地震尚在發(fā)展階段,但是已有各種結(jié)構(gòu)和核電站,利用這個概念作為抗御地震的手段。
隔震的優(yōu)點:
(1)獲得防震效果的費用,小于按現(xiàn)行抗震設(shè)計原則所得效果的費用。例如,在強地震活動性地區(qū),建造一個核電站的費用,比在非地震區(qū)建造同樣的核電站的費用高40%,然而當采用隔震器時,為了完全防震所增加的費用,只占該核電站總造價的百分之幾。
(2)由于避免了復(fù)雜的非線性性狀中的不確定性,且應(yīng)力不允許超過屈服限,因此較大程度地保證了安全。分析精度對確定動力特性時所做的近似計算和假設(shè)較不敏感。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計和細部處理變得簡單多了,因而節(jié)省了建造的時間和費用。
(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于它們的振動周期變長,因而受到荷載反復(fù)的次數(shù)較少。由于地震反應(yīng)大大減小,核電站安全停堆的次數(shù)會少得多。因為結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)期均不會發(fā)生破壞,所以在遭受大地震后,核電站有可能迅速重新工作,并立即使用其結(jié)構(gòu)設(shè)施。
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