Bazinės žemės drebėjimo izoliacijos sistema: principų, tipų, pranašumų ir programų metmenys

Žemės drebėjimas ar žemės paviršius pats nėra katastrofa, tai yra natūralus reiškinys, atsirandantis dėl žemės judėjimo, kartais smurtinio. Tai sukelia paviršiaus bangas, kurios sukelia žemės vibraciją ir konstrukcijas, stovinčius viršuje. Atsižvelgiant į šių vibracijų savybes, žemei gali atsirasti įtrūkimų, įtrūkimų ir gyvenviečių. Galima gyvybės praradimo rizika padidina labai rimtą seisminio dizaino dimensiją, suteikiančią moralinę atsakomybę struktūriniams inžinieriams. Pastaruoju metu buvo sukurta daug naujų sistemų, siekiant sumažinti žemės drebėjimo jėgas, veikiančias struktūrą, arba absorbuoti dalį seisminės energijos.
Viena iš plačiausiai įgyvendintų ir priimtų seisminės apsaugos sistemų yra bazinė izoliacija.

Bazinė izoliacija yra viena iš plačiausiai priimtų seisminių apsaugos sistemų žemės drebėjimuose, linkusiame į žemės drebėjimą. Tai sušvelnina žemės drebėjimo poveikį, iš esmės izoliuodamas struktūrą nuo potencialiai pavojingų žemės judesių. Seisminė izoliacija yra projektavimo strategija, kuri atskiria žalingo žemės judesio poveikio struktūrą. Terminas izoliacija reiškia sumažėjusią struktūros ir žemės sąveiką.

Kai po struktūra yra seisminės izoliacijos sistema, ji vadinama „bazinės izoliacija“.
Kitas izoliacijos sistemos tikslas yra suteikti papildomą energijos išsklaidymo priemonę, taip sumažinant perduodamą pagreitį į antstatą. Atsiejimas leidžia pastatui elgtis lanksčiau, o tai pagerina jo reakciją į žemės drebėjimą. Bazinės izoliacijos koncepcija paaiškinta pastato, esančio ant trinties be trinties, pavyzdys. Kai žemė drebina, ritinėliai laisvai riedi, bet aukščiau esantis pastatas nejuda.
Taigi dėl žemės drebėjimo į pastatą nėra perkelta jokia jėga; Paprasčiausiai pastatas nepatiria žemės drebėjimo.

Bazinės izoliacijos koncepcija paaiškinta pastato, esančio ant trinties be trinties, pavyzdys. Kai žemė drebina, ritinėliai laisvai riedi, bet aukščiau esantis pastatas nejuda. Taigi dėl žemės drebėjimo į pastatą nėra perkelta jokia jėga; Paprasčiausiai pastatas nepatiria žemės drebėjimo.
Dabar, jei tas pats pastatas ilsisi ant lanksčių trinkelių, kurios pasižymi atsparumu šoniniams judesiams, tada tam tikras žemės drebėjimo poveikis bus perkeltas į aukščiau esantį pastatą.
Lanksčiosios trinkelės yra vadinamos baziniais izoliatoriais, tuo tarpu konstrukcijos, apsaugotos naudojant šiuos prietaisus, vadinamos bazinėmis izoliuotais pastatais. Pagrindinis bazinės izoliacijos technologijos bruožas yra tas, kad ji suteikia struktūros lankstumą.

Norint nustatyti tinkamiausią tam tikro pastato prietaiso tipą, reikalingas kruopštus tyrimas. Be to, bazinė izoliacija netinka visiems pastatams. Tinkamiausios bazinės izoliacijos konstrukcijos yra nuo mažo ar vidutinio pakilimo pastatų, esančių ant kieto dirvožemio. Aukštybiniai pastatai ar pastatai, ilsėję ant minkšto dirvožemio, nėra tinkami bazinei izoliacijai.

Pagrindinis pagrindo izoliacijos principas yra modifikuoti pastato reakciją, kad žemė galėtų judėti žemiau pastato, neperduodant šių judesių į pastatą. Puikiai standus pastatas turės nulinį laikotarpį. Kai žemė juda, struktūroje sukeltas pagreitis bus lygus žemės pagreičiui ir tarp struktūros ir žemės nebus nulio santykinio poslinkio. Struktūra ir žemė juda tą patį kiekį. Puikiai lankstus pastatas turės begalinį laikotarpį.
Tokio tipo struktūrai, kai žemė po konstrukcija juda, konstrukcijoje bus sukeltas nulis pagreičio, o santykinis poslinkis tarp struktūros ir žemės bus lygus žemės poslinkiui. Tokios nelanksčios struktūros struktūra nejudės, žemė.

Pagrindiniai izoliacijos sistemos reikalavimai yra
1). Lankstumas
2). Slopinimas
3). Atsparumas vertikalioms ar kitoms aptarnavimo apkrovoms.

Struktūrų apsauga nuo žemės drebėjimo, naudojant bazinės izoliacijos techniką, paprastai yra tinkama, jei įvykdomos šios sąlygos
1. Pogrupis nesukelia ilgalaikio žemės judesio vyresnio.
2. Struktūra yra gana sujungta su pakankamai aukšta kolonėlės apkrova.
3. Svetainė leidžia horizontalius poslinkius 200 mm ar daugiau tvarkos pagrindu.
4. Šoninės apkrovos dėl vėjo yra mažiau nei maždaug 10% konstrukcijos svorio.
 

· Kai tuo metu struktūra fiksuotoje bazinėje struktūroje paveikia žemės drebėjimą, nesigina nuo žemės drebėjimo.
· Bet esant bazinei izoliuotai konstrukcijai, kai konstrukcijos pastate paveiktas žemės drebėjimas, labai gerai ginasi nuo žemės drebėjimo.
· Fiksuotoje struktūroje struktūra juda žemės judesiu.
· Izoliuotoje struktūroje struktūra nejuda žemės judesiu. Bet izoliacija guoliai juda žemės judesiu. Taigi galime pasakyti, kad struktūra yra saugi.

Seisminiai izoliatoriai

Elastomeriniai izoliatoriai
▶ Linijiniai natūralūs guminiai guoliai (LNR)
▶ Mažai išpjaustymo gumos guoliai
▶ švino-rubos guoliai (LRB)
▶ Aukšto išpjaustymo gumos guoliai (HDR)

Stumdomi izoliatoriai
▶ atspari trinties sistema
▶ Trinties švytuoklės sistema (FPS)

Jie yra suformuoti iš horizontalių natūralaus ar sintetinio gumos sluoksnių plonais sluoksniais, sujungtais tarp plieninių plokštelių.
Plieninės plokštelės neleidžia guminiams sluoksniams išsipūsti, todėl guolis gali palaikyti didesnes vertikalias apkrovas tik su mažomis deformacijomis.
Paprasti elastomeriniai guoliai suteikia lankstumo, tačiau nėra reikšmingo slopinimo ir judės aptarnaujant.

1, mažai slopinantis natūralus guminis guolis (LDR)
Draugavimo santykis=2% iki 3%
Gamyba lengva.
Atsakymas nėra stipriai jautri temperatūra, pakrovimo ir senėjimo greitis.
Šlyties padermė viršija iki 100%.

2, didelis slopinantis natūralus guminis guolis (HDR)
Draugavimas padidėja pridedant ypač smulkių anglies juodų, aliejų ar dervų ir kitų užpildų.
Maksimalus šlyties kamienas=200 iki 350%
Draugavimo santykis=10 iki 20% esant 100% šlyties deformacijai
Veiksmingas slopinimas priklauso nuo:
· Krovinių greitis
· Įkrovimo istorija
· Temperatūra

3, švino gumos guoliai (laminuotas guminis guolis) (LRB)
Švininio gudio guolio arba švino šerdies gumos guolys yra suformuotas iš švino kištuko jėgos, pritvirtintos prie iš anksto suformuotos skylės elastomeriniame guolyje. Švino šerdis suteikia nelankstumą aptarnavimo apkrovose ir energijos išsklaidymą esant didelėms šoninėms apkrovoms. Viršutinės ir apatinės plieninės plokštelės, storesnės už vidinius skiauteles, naudojamos montavimo įrangai pritaikyti. Visas guolis yra uždengtas dangtelio guminiu, kad būtų apsaugota aplinka.
Kai šoninės apkrovos yra mažos (pvz., Mažasis žemės drebėjimas, vėjo ar eismo apkrovos), švino gumos guolys yra standus tiek į šoną, tiek vertikaliai.
Šoninis standumas atsiranda dėl aukšto elastinio švino kištuko standumo ir vertikalaus standumo (kuris išlieka visais apkrovos lygmenimis) atsiranda dėl guolio plieninio guolio konstrukcijos.

4, stumdomi izoliatoriai
Antroje labiausiai paplitusi izoliacijos sistemos tipas naudoja stumdomus elementus tarp pagrindų ir struktūros pagrindo.
Didelės įtempimo spyruoklėmis arba laminuotu guminiu guoliu, padarydamas slenkantį išlenktą paviršių.
Šie mechanizmai suteikia atkūrimo jėgą, leidžiančią grąžinti struktūrą į savo pusiausvyros padėtį.
4a. Plokščiai slenkantys izoliatoriai (atspari trinties sistema)
Dviejų tipų plokšti stumdomi izoliatoriai:
· Su naujovišku pajėgumu
· Neatlikusi galimybės
1). Stumdomas izoliatorius be naujausių pajėgumų
Tai sudaro horizontalus stumdomas paviršius, leidžiantis poslinkiui ir taip išsklaidyti energiją apibrėžta trintis tarp stumdomų komponentų ir nerūdijančio plieno.
Viena ypatinga slenkančios struktūros problema yra likę poslinkiai, atsirandantys po didelių žemės drebėjimų.
2). Stumdomas izoliatorius su naujausia talpa
Palyginti su stumdomais izoliatoriais, stumdoma izoliacija „Pendula“ (SIP) su naujausia talpa turi įgaubtą stumdomąją plokštelę.
Dėl geometrijos kiekvienas horizontalus poslinkis lemia vertikalų izoliatoriaus judėjimą.
Potenciali energija, kurią kaupia antstatas, kuris buvo nustumtas į viršų, automatiškai lemia guolį į neutralią padėtį.
Jie išlieka horizontaliai lankstūs, išsklaido energiją ir neseniai antstatą į neutralią padėtį.

4b. Sferiniai stumdomi izoliatoriai (ritinėliai) (trinties švytuoklės sistema) (FPS/FPB)
Trinties švytuoklės sistema yra slenkanti izoliacijos sistema, kurioje konstrukcijos svoris palaikomas ant sferinių stumdomų paviršių, kurie slenka vienas kito atžvilgiu, kai žemės judesys viršija slenksčio lygį.

Reikalavimas montuoti bazinės izoliacijos sistemą yra tas, kad pastatas gali judėti horizontaliai žemės atžvilgiu, paprastai bent 100 mm.
Dažniausia konfigūracija yra įdiegti diafragmą tiesiai virš izoliatorių.
Jei pastate yra rūsys, tada parinktys yra montuoti izoliatorius viršuje, apačioje ar aukščio viduryje rūsių kolonų ir sienų.

1. Sumažino seisminę struktūros poreikį ir taip sumažino struktūros sąnaudas.
2. Mažesni poslinkiai žemės drebėjimo metu.
3. Pagerina konstrukcijų saugumą
4. Sumažino žemės drebėjimo metu padarytą žalą. Tai padeda išlaikyti struktūros veikimą po įvykio.
5. Padidina struktūros veikimą pagal seismines apkrovas.
6. Turto išsaugojimas

· Sunku efektyviai įgyvendinti.
· Išlaidos pastato poslinkiams.
· Neefektyvus aukštybiniams pastatams
· Netinka pastatams, kurie ilsėjosi ant minkšto dirvožemio.
 

1. Bazinė tiltų izoliacija
2. Svarbių pastatų bazinė izoliacija
3. Istorinių struktūrų reakcijos gerinimas
4. Izoliacija mašinų lauke

Seisminės bazės izoliacijos metodas pasirodė esąs patikimas žemės drebėjimui atsparaus projektavimo metodas.
Šio metodo sėkmė daugiausia priskiriama izoliacijos prietaisų kūrimui ir tinkamam planavimui.
Reikalaujama, kad pritaikomos izoliacijos sistemos būtų veiksmingos įvairiuose seisminių įvykių metu.
Reikia pastangų rasti tokių situacijų kaip netoliese esančių regionų, kuriuose gali įvykti daugybė žemės drebėjimo judesių, sprendimus.