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隔振器在抗御地震方面的應用
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計原則。它允許結構僅在彈性范圍內(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構基礎底部和邊上的減震裝置來吸收的,目的是將結構與地面運動隔離開來,因而減小慣性荷載和內(nèi)應力。
隔振器由彈性的或彈塑性的彈簧與阻尼器組成。在基礎高程上安裝彈簧,主要是要把結構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)。減小加速度反應總會導致位移的增大。
在機器和汽輪機基礎方面,隔振的概念已廣泛應用的很久了,然而對于普通的建筑物,特別是核電站,應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,但是已有各種結構和核電站,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)由于避免了復雜的非線性性狀中的不確定性,且應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較不敏感。結構構件的設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)結構構件和非結構構件由于它們的振動周期變長,因而受到荷載反復的次數(shù)較少。由于地震反應大大減小,核電站安全停堆的次數(shù)會少得多。因為結構構件和非結構構件預期均不會發(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,并立即使用其結構設施。
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