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1、图图8 8 地震作用下模型加速度峰值反应图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各种强度地震作用下，各层层间位移角如表3所示。所示。 表表3 7度地震度地震X+Y向作用下层间位移角（向作用下层间位移角（1/）小结小结 通过模拟震动台试验获得的模型动力特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结构的抗震安全性能，实现上部结构在地震
2、作用下由传统抗震结构的用下由传统抗震结构的“放大晃动型放大晃动型”转变为转变为隔震结构的隔震结构的“整体平动型整体平动型”，从激烈的、由下，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、仪器和展构，又保护结构内部的装修、设备、仪器和展项等不受损害的目的，确保建筑物和生命财产项等不
3、受损害的目的，确保建筑物和生命财产的安全。的安全。二、隔震技术在广东科学中心二、隔震技术在广东科学中心E区区的应用的应用 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。l在国内，隔震减震技术已经逐渐在一些超高在国内，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层建筑、公共建筑、地铁和大跨桥梁上安装使用。自使用。自1993年第一栋隔震建筑在广东省汕年第一栋隔
4、震建筑在广东省汕头市投入建设以来，迄今为止，我国已经建头市投入建设以来，迄今为止，我国已经建成成460多栋隔震房屋，成为了仅次于日本的多栋隔震房屋，成为了仅次于日本的第二大隔震技术应用国家；国际上第二大隔震技术应用国家；国际上,尤其是日尤其是日本本,隔震减振技术在土木工程中应用相对较多隔震减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，层数达到日本将建成世界最高的隔震建筑，层数达到42层。层。 l在广东科学中心在广东科学中心E区使用隔震技术，可以明显区使用隔震技术，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、
5、台风和恐怖活动的的抗震安全性，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振动等不良因素的影响。其具体应用情况有以下几个方面：下几个方面： l（1）广东科学中心）广东科学中心E区使用隔震技术，这在国区使用隔震技术，这在国际上首次实现了隔震技术在巨型钢结构中的应际上首次实现了隔震技术在巨型钢结构中的应用。用。l（2）广东科学中心）广东科学中心E区共使用橡胶垫区共使用橡胶垫124个，个，最大直径最大直径1.1米，这是国内目前使用的最大的米，这是国内目前使用的最大的橡胶隔震垫。橡胶隔震垫。 l（3）使用隔震技术，可以确保广东科学中心）使用隔震技术，可以确保广东科学中心E区结构区
6、结构在在8度地震作用下结构的最大位移控制在度地震作用下结构的最大位移控制在8cm，9度地度地震作用下结构的最大位移控制在震作用下结构的最大位移控制在15cm范围内，实现将范围内，实现将整体位移控制在整体位移控制在2030cm范围内的目的，不仅保证建范围内的目的，不仅保证建筑结构在筑结构在“小震、中震、大震小震、中震、大震”作用下不坏，而且能作用下不坏，而且能够有效保护广东科学中心够有效保护广东科学中心E区室内重要设备仪器与展品区室内重要设备仪器与展品等在地震作用下不受损坏。等在地震作用下不受损坏。l（4）在工程造价方面，）在工程造价方面，7度区应用隔震技术将会增加度区应用隔震技术将会增加结构造
7、价结构造价5，而在，而在8度区应用隔震技术会降低结构造度区应用隔震技术会降低结构造价价5，9度区则会降低度区则会降低15。目前广州市区内的建筑。目前广州市区内的建筑是按是按7度区进行抗震设防的，而广东科学中心度区进行抗震设防的，而广东科学中心E区则是区则是按按8度及以上地区采取抗震措施的。度及以上地区采取抗震措施的。 隔震技术应用简介隔震技术应用简介中国减震控制技术中国减震控制技术应用发展现状应用发展现状 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+其他）消能 试点 应
8、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：分析结果： 隔震效果隔震效果- -频率比频率比 的的 关系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RaRa=23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RaRa=1/21/6隔震结构/传统结构：理论：Ais/Afs=1/41/12试验：Ais/Afs=约1/8.6传统结构传统结构隔震结构隔震结构隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验 1982 加拿大 UB
9、C 1994 同济大学(基金） 隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验 Seismic Isolation-Shaking table testsSeismic 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隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验隔震结构振动台试验( ( ( (总结总结总结总结） Seismic Isolation-Shaking table testsSeismic Isolation-Shaking table tests 地面地面 4
10、00 gal400 gal隔震房顶隔震房顶 110 gal 不隔震房顶不隔震房顶 880 gal隔震结构隔震结构隔震结构隔震结构 隔震机理隔震机理隔震机理隔震机理 地震中表现地震中表现地震中表现地震中表现 传统房屋传统房屋地震时地震时 激烈晃动激烈晃动房屋加速度放大房屋加速度放大 100% 100% 250 250% %梁柱裂梁柱裂, ,内部装饰内部装饰,设备破坏设备破坏 隔震房屋隔震房屋地震时地震时 缓慢平动缓慢平动( (长周期长周期) )房屋加速度减少房屋加速度减少 100% 100% 40% 40%结构弹性结构弹性( (变形集中在柔软支座变形集中在柔软支座) )保护结构保护结构 和和 内
11、部装饰内部装饰,设备设备隔震隔震/ /不隔震不隔震=1/6隔震隔震支座支座固定固定基础基础叠层橡胶隔震支座叠层橡胶隔震支座叠层橡胶隔震支座叠层橡胶隔震支座 Laminated Rubber Bearing (RB)Laminated Rubber Bearing (RB)隔震装置良好的力学性能和耐久性能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
12、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.耐徐变试验（185h） 3.耐老化（185h）Seismic Isolation-Rubber bearings testsRubber bearings testsVertical compression and horizontal shear tests (1)Vertical compression and horizontal shear tests (1)Seismic Isolation-Rubber bearings testsRubber bearings testsSe
13、ismic Isolation-Rubber bearings testsRubber bearings tests徐徐徐徐变变变变 Creep testsCreep tests隔震支座隔震支座 徐变徐变试验试验 短期试验短期试验(240h)(240h) 长期试验长期试验(60(60年年) ) 目前世界尚无此数据目前世界尚无此数据正进行正进行 50 50 年徐变试验年徐变试验 2001/1/1-/1/1-2051/12/31/12/31Seismic Isolation-Rubber bearings testsRubber bearings tests老化老化老化老化 Ozone aging
14、 testsOzone aging testsSeismic Isolation-Rubber bearings testsRubber bearings testsDurability testing resultsDurability testing resultsSeismic Isolation-Rubber bearings tests Rubber bearings tests Durability investigation for rubber bearings Durability investigation for rubber bearings SiteInvestiga
15、tionofDurabilityofrealRubberBearing:CountriesStructuresWorkinglife(yr.)ThicknessofozoneChinaBridge1956-1996(40yr.)3mmUKBridge1954-1995(41yr.)3mm(Pelham)UKBuilding1934-1995(62yr.)3.5mm(London)AustraliaBridge1889-1995(106yr.)4-5mmConclusion:Realworkinglife100yr.Safetymeasure:Addresistantozonematerialt
16、orubberSetacoverlayer10mmaroundbearing抗老化 寿命 100年措施：胶料加抗老化剂， 支座外包保护层10mm世界中世界中, ,美美, ,日日 三国三国 隔震结构工程应用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.)我国我国 隔震技术的隔震技术的 应用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
17、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： 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 % 中国隔震建筑中国隔震建筑 应用分布图（已建成）应用分布图（已建成）1993 - 2002隔震技术应用分布图隔震技术应用分布图我国第一棟橡胶支座隔震房屋（我国第一棟橡胶支座隔震房屋（我国第一棟橡胶支座隔震房屋（我国第一棟橡胶支座隔震房屋（8 8 8 8层住宅）层住宅）层住宅）层住宅）- - - - 广东汕头广东汕头广东汕头广
18、东汕头 1989-19931989-19931989-19931989-1993隔震结构隔震结构 工程应用工程应用 及及 地震考验地震考验Seismic Isolation- in Shantou City-Earthquake experienceSeismic 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
19、震感首层隔震首层隔震首层隔震首层隔震 广东澄海广东澄海广东澄海广东澄海 政府干部政府干部政府干部政府干部住宅楼（住宅楼（7 7层层）Houses buildings in southern ChinaHouses buildings in southern China首层隔震首层隔震首层隔震首层隔震首层隔震首层隔震 广州市地震监测指挥中心广州市地震监测指挥中心 2000年年首层隔震首层隔震首层隔震首层隔震新疆新疆新疆新疆 乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐 石化厂区石化厂区石化厂区石化厂区 隔震隔震隔震隔震住宅楼群住宅楼群住宅楼群住宅楼群（38383838栋，栋，栋，栋，13131313万万万万
20、m m m m2 2 2 2）2000200020002000年年年年 当年世界隔震面积最大当年世界隔震面积最大当年世界隔震面积最大当年世界隔震面积最大( ( ( (基底隔震基底隔震基底隔震基底隔震) )Isolated buildings - the largest area in the worldIsolated 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
21、建筑群隔震隔震层层 (隔震支座隔震支座)北京地铁北京地铁 9 9层层 隔震隔震房屋房屋 （4 4）(M) 17P04BJ 05Stories-isolation 隔震房屋完好无损ElCentrowaveTianjingwaveLocalSitewaveGroundMotion地震Ag=0.60gIsolationStructuralAcc.结构As=0.110.16g(M) 17p04 BJ ISO 07Stories no- isolation Shaking table tests Stories no- isolation Shaking table tests ）不隔震No-Isola
22、tion(Fixed)Damage,CollapseElCentro(N-S)(Transverse)GroundMotion地震Ag=0.366gStructuralAcc.结构As=0.834gComparison:隔震/不隔震=1/4Stories no-isolation (Severe damage,collapse) (Severe damage,collapse) Stories no-isolation (Severe damage,collapse) (Severe damage,collapse) 北京地铁北京地铁 地面枢纽地面枢纽站站 RCRC平台上平台上隔震支座隔震支座 施工安装施工安装l隔震设计及隔震装置布置隔震设计及隔震装置布置 该栋行政楼该栋行政楼A A栋采用隔震设计方案，隔震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，每个柱子上设一支座，采用一柱一垫的方法，每个柱子上设一个隔震垫。个隔震垫。 THE END 谢 谢 !
