Презентация Сейсмоизоляция сооружений. Концепция, принципы устройства, особенности расчета онлайн

Содержание слайда: СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ СООРУЖЕНИЙ (КОНЦЕПЦИЯ, ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА) Профессора Белаш Т.А., Беляев В.С.,Уздин А.М., Канд. техн. наук Ермошин А.А., Кузнецова И.О.

Содержание слайда: Основные понятия и принципы устройства сейсмоизоляции Под сейсмоизоляцией понимается "существенное снижение сейсмического воздействия на часть сооружения, расположенную выше фундамента, путем установки каких-либо систем или элементов между частью сооружения и фундаментом” (Я.М.Айзенберг) Под сейсмоизоляцией мы будем понимать системы уменьшения энергии, передаваемой сооружению в процессе сейсмических колебаний, за счет установки в некотором уровне элементов повышенной податливости, приводящих к отстройке спектра сооружения от спектра воздействия в длиннопериодную область. Таким образом, любая система сейсмоизоляции должна включать три основные части: жесткую надстройку, сейсмоизолирующий элемент и поддерживающую конструкцию. Уже с возникновением и развитием теории сейсмостойкости (1900 - 1925 гг.) задаче сейсмоизоляции сооружений стало уделяться значительное внимание. Так в 1925 г. М.Вискордини описал конструкции катковых сейсмоизолирующих опор и опорных колонн со сферическими верхними и нижними торцами . Первый проект системы сейсмоизоляции был разработан французской корпорацией “Oil state industry” применительно к мостам. В 1959 г. в г. Ашхабаде (Туркмения) по проекту инженера Ф.Д.Зеленькова впервые был построен дом с сейсмоизолированным фундаментом. К числу первых сейсмоизолированных сооружений следует отнести и здание школы на резинометаллических опорах, построенного в г. Скопле (Югославия) по проекту швейцарских специалистов в 1968 г.

Содержание слайда: Классификация систем сейсмоизоляции по принципу их работы

Содержание слайда: Некоторые типы кинематических опор

Содержание слайда: КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ ПО ХАРАКТЕРУ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙ СИЛЫ

Содержание слайда: ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ СООРУЖЕНИЙ В первых работах по сейсмоизоляции им виброизоляции ошибочно считалось, что сейсмоизоляция должна быть слабодемпфирована. Это заблуждение связано с тем, что АЧХ сейсмической реакции линейной демпфированной системы в зоне виброизоляции поднимается с увеличением демпфирования. Ссылаясь на указанный эффект многие авторы стремились запроектировать слабодемпфированную сейсмоизоляцию. Последствия такого решения привели к многочисленным авариям и человеческим жертвам. Детальный анализ работы виброизоляции был дан профессором М.З. Коловским, а для задач сейсмоизоляции - профессором О.А.Савиновым. Сторонники слабодемпфированной сейсмоизоляции не обращали внимания на смещения сейсмоизолированной системы. Эти смещения достигают 30-50 см и приводят к сбросу сооружения с сейсмоизолирующих опор. Кроме того, при больших смещениях колебания системы становятся нелинейными и АЧХ – многозначной (Рис.3). Повышение демпфирования ведет как к снижению смещений системы, так и к исключению многозначных ветвей АЧХ. В связи с этим передемпфировать систему всегда лучше, чем недодемпфировать, хотя ускорения системы при этом возрастут.

Содержание слайда: РАСЧЕТ И НАСТРОЙКА СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ Расчет систем сейсмоизоляции должен включать две обязательные части: оценку ускорений и сейсмических нагрузок (силовой расчет); оценку взаимных смещений сейсмоизолированных частей сооружения (кинематический расчет). При проведении я кинематического расчета, который является, как правило, определяющим для обеспечения работоспособности сейсмоизоляции, необходимо исключить искажения в длиннопериодной области воздействия; Сейсмоизолированные сооружения весьма чувствительны к виду динамического воздействия и выбор расчетных акселерограмм приобретает для них принципиальное значение. Смещения сейсмоизолированного сооружения, как правило, значительны, и нелинейные эффекты начинают играть важную роль при его колебаниях. НАИБОЛЕЕ СЕРЬЕЗНЫ И ИНТЕРЕСНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В ОБЛАСТИ РАСЧЕТА И ПОДБОРА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 20 ЛЕТ 1. Причина низкой сейсмостойкости сейсмоизолированных сооружений - большие взаимные смещения сейсмоизолированных частей сооружения и падение сооружения с опор под силой тяжести (Савинов, Айзенберг) 2. Обоснование необходимости сильного демпфирования систем сейсмоизоляции (Савинов) 3. Обоснование независимости сил демпфирования в системе сейсмоизоляции от спектрального состава воздействия (Савинов, Белаш, Уздин) 4. Оптимзация сейсмоизоляции с упругоплпстическим ограничителем перемещзений и демпфером сухого трения. Обоснование «вредности» двухсторонних ограничиителей и целесообразности многокаскадного демпфирования. (Савинов, Сахарова)

Содержание слайда: НАИБОЛЕЕ СЕРЬЕЗНЫ И ИНТЕРЕСНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В ОБЛАСТИ РАСЧЕТА И ПОДБОРА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 20 ЛЕТ 5. Введение спектра состояний для адаптивных систем (Айзенберг, Смирнов) 6. Установление рабочей зоны настройки сейсмоизоляции для системы с ДСТ (Уздин, Долгая) 7. Обоснование необходимости передемпфирования систем сейсмоизоляции (Уздин, Долгая) Рис.6. Зависимость максимальных ускорений сейсмоизолированного сооружения от коэффициента трения f 1 – для землетрясения силой I= 9 баллов ; 2 – для I=8. 3 – рабочая зона для I=8; 4 – зона передемпфирования для I=8;

Содержание слайда: ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕДЕМПФИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ

Содержание слайда: ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕДЕМПФИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ

Содержание слайда: ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕДЕМПФИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ

Содержание слайда: СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ МОСТОВ СЕНЙСМОИЗОЛИРУЮЩИЕ ОПОРНЫЕ ЧАСТИ ФИРМЫ FIP-INDUSTRIALE

Содержание слайда: СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ МОСТОВ

Содержание слайда: СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ МОСТОВ

Содержание слайда: ВОЗМОЖНЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ МОСТОВ 1. Простая сейсмоизоляция

Содержание слайда: ВОЗМОЖНЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ МОСТОВ 2. Сильно демпфированная сейсмоизоляция

Содержание слайда: ВОЗМОЖНЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ МОСТОВ Динамическое гашение колебаний

Содержание слайда: НОВЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ 1. Новые демпферы

Содержание слайда: НОВЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ Демпферы в виде фрикционно-подвижных болтовых соединений

Содержание слайда: НОВЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ Второе направление – полуактивные системы сейсмоизоляции. В отличие от активных систем защиты, в которых имеется мощный источник энергии, управляющий поведением системы во время землетрясения, полуактивные системы сейсмозащиты включают небольшой источник энергии, который включает ту или иную систему пассивной защиты при интенсивных сейсмических колебаниях. В наиболее простых полуактивных системах источник энергии приводит к включению или выключению каких-либо связей, например, убирает стопорное устройство в сейсмоизролирующей опоре. Однако возможны и более оригинальные решения. Например по предложению канадских специалистов в рабочую жидкость демпфера включен металлический мелкодисперсный наполнитель. В обычном состоянии наполнитель находится в виде осадка и не влияет на коэффициент поглощения в демпфере. При землетрясении вокруг рабочего цилиндра демпфера пропускается электрический ток, приводящий к распределению наполнителя по рабочей жидкости в соответствии с силовыми линиями магнитного поля. При этом коэффициент поглощения в демпфере существенно возрастает.

Содержание слайда: НОВЫЕ ТИПЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ

Содержание слайда: ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ Необходимая точность математической модели

Содержание слайда: