隔震支座在大跨空间结构中的应用与发展.pdf
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1、1512023年5月江西建材规划设计与勘察隔震支座在大跨空间结构中的应用与发展付茂秋广州大学工程抗震研究中心,广东广州510000摘要:文中简要叙述了隔震技术在大跨空间结构的应用及原理,介绍了目前在大跨空间结构中应用最多的橡胶隔震支座和摩擦摆隔震支座,并论述了这两种支座的局限性,进一步分析和整理了新型三维隔震支座在大跨空间结构中的应用及存在的问题。目前,新型三维隔震支座在实际工程中的应用比较少,其在实际工程中隔震效果的有效性还有待验证。关键词:大跨空间结构;隔震支座;隔震技术中图分类号:TU318文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 5-0 151-0 3A
2、pplication and Development of Seismic Isolation Bearings inLarge-span Spatial StructuresFu MaoqiuEarthquake Engineering Research&Test Center,Guangzhou University,Guangzhou,Guangdong 510000Abstract:This paper briefly describes the application and principle of seismic isolation technology in large-spa
3、n spatial structures,introduces the most widely used rubber seismic isolation bearings and friction pendulum seismic isolation bearings in large-span spatialstructures,and briefly explains the limitations of these two supports.The application and existing problems of the new three-dimensionalseismic
4、 isolation support in the large-span spatial structure are further analyzed and sorted out.At present,the application of the new three-dimensional seismic isolation support in practical engineering is relatively small,and the effectiveness of its seismic isolation effect has yet tobe verified in act
5、ual engineering.Key words:Large span spatial structure;Seismic isolation supports;Seismic isolation technology0引言地震是破坏性极强的自然灾害,提高我国建筑物的抗震能力十分重要。近年来,随着我国科学技术的突飞猛进以及人们生活质量的提高,形式新颖、规模宏大、技术先进的大跨空间结构广泛应用于城市公共建筑,如国家体育馆、国家游泳池等,研究大跨空间结构的抗震问题,具有重要的现实意义。1隔震技术在大跨空间结构中的应用建筑隔震是通过隔震支座把上部结构和基础或者下部支承结构分隔开,利用隔震支座水平刚
6、度小的特点,使结构的变形主要集中在隔震支座,延长结构的自振周期,避开地震动的卓越周期,减小上部结构受到的地震作用,使其免遭破坏。隔震技术作为一种有效减小结构地震响应的技术手段,最早被应用在高层结构和桥梁结构中。随着大跨空间结构的兴起,隔震技术的应用被推向一个新的阶段。根据高层结构常采用的基础隔震和层间隔震技术,人们很快研究了适合大跨空间结构的隔震方法一一基础隔震和屋盖隔震。其中,屋盖隔震把隔震层设置在上部网架结构和下部框架结构连接处,即下部框架结构的柱顶,屋盖隔震也被称为柱顶隔震。隔震支座是隔震系统的核心组成部分,对隔震效果的好坏有着重要的影响,通常人们对隔震支座的研究主要从支座的材料、结构形
7、式等方面入手,优化设计并进行试验验证。作者简介:付茂秋(19 9 7-),男,湖南永州人,硕士,主要研究方向为防灾减灾及防护工程。隔震支座必须具备的功能如下。(1)在满足结构竖向承载力的要求时,其具有较大的侧向位移能力,使结构可以在基础表面或者下部支承结构的表面作柔性滑动,延长结构的自振周期。(2)尽可能增大结构的阻尼,增加对地震能量的消耗,并抑制长周期地震波的低频部分的影响,降低结构的位移响应。2隔震支座的应用2.1橡胶隔震支座橡胶隔震支座作为最早使用的隔震装置之一,由天然橡胶和钢板交替叠合组成,根据橡胶支座的中孔是否插芯被分为天然橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座,橡胶隔震支座具备良好的竖向承
8、载力和水平变形能力,但不足之处在于隔震层位移过大,容易引起支座失稳,故橡胶支座一般与其他装置一起组成复合隔震支座,再进行隔震设计。薛素铎等1 将形状记忆合金和橡胶隔震支座组合形成SMA-橡胶复合隔震支座,并应用于双层柱面网壳结构中,研究了其隔震性能。其中,形状记忆合金在超弹性变形下具有很好的滞回耗能特点,很好地弥补了橡胶支座的不足。结果证明,SMA-橡胶复合支座比普通橡胶支座具有更好的隔震性能,在隔震层发生大位移的情况下仍能继续工作,且构造简单,安装方便。该支座由叠层橡胶垫、上下两层钢板及交叉的SMA丝组成,支座模型如图1所示。152:2023年5月规划设计与勘察江西建材钢板叠层橡胶垫SMA丝
9、运动方向图1SMA-橡胶复合隔震支座在SAM-橡胶复合隔震支座的基础上,李党2 设计了一种隔震效果更好的型形状记忆合金橡胶支座。该隔震支座由八段奥氏体形态记忆合金丝、弹簧及四个滑块构成,共有四个立面,每个立面都有两段SMA拉索,拉索的两端用钢板进行固定,下接钢板,设有四个滑槽,并在每个滑槽中安装弹簧和滑块,滑块可以在滑槽中自由滑动。2.2摩擦摆隔震支座摩擦摆隔震支座(FPB)是一种具备滑动摩擦耗能和钟摆原理的隔震装置,通过支座上、下两个曲面的摩擦实现减震作用,依靠钟摆原理延长结构的自振周期,减小结构受到的地震作用力。该支座具有较高的承载力、复位功能和抗扭能力,应用广泛。如美国旧金山国际机场航班
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- 关 键 词:
- 支座 空间结构 中的 应用 发展