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浅析基础隔震种类及其隔震原理浅析基础隔震种类及其隔震原理摘要:为了促进隔震技术在多层建筑中的应用,降低地震带来的灾害 ,本文简要介绍了建筑物基础隔震的工作原理,并且就现今建筑工程界常用的几种隔震体系及其工作原理作了说明,使读者对基础隔震领域有个基本的了解.关键词:基础隔震叠层橡胶垫摩擦滑移复合基础悬挂隔震1 基础隔震理念1.1 基础隔震原理所谓基础隔震是指将一整体建筑物的基础和上部结构部分解开并在其中安装隔震体系,以延长整个结构体系的自振周期,增大阻尼,减小水平地面运动向上部结构的传递,从而达到减小上部结构振动的目的,实现地震时建筑物只发生较轻微运动和变形,进而达到预期设防目标,使建筑物的安全得到可靠保证.近几年来,基础隔震技术的研究与应用已取得了很大进展.我国已将基础隔震结构的设计纳入《建筑抗震设计规范》(GB5001—2001)中,并且已有许多工程实例.1.2 基础隔震类型基础隔震体系按其工作机理的不同,定义为以下几种:叠层橡胶垫隔震体系,滑动摩擦隔震体系,复合隔震体系,悬挂隔震体系,摩擦摆体系,滚轴或滚珠摩擦隔震体系及滑动凹面基础隔震体系等.通过近几年的发展和在工程实践中的应用,隔震领域应用比较成熟的主要是叠层橡胶垫隔震体系,滑动摩擦隔震体系,复合隔震体系和悬挂隔震体系.2 各种基础隔震体系及其工作原理2.1 叠层橡胶垫啊震体系叠层橡胶垫隔震体系的支座常用的主要有普通叠层橡胶支座,铅芯橡胶支座,高阻尼橡胶支座.由于叠层橡胶支座对阻尼材料有一定的约束力,使之仅产生剪切变形,这样便使阻尼材料的吸能性能得到了充分的发挥,有效地吸收了水平运动的能量.结构的初始刚度不大是叠层橡胶垫隔震体系的主要特点,所以其隔震效果良好,且构造简单,性能稳定,是目前各国应用最多的一种隔震体系.(1)普通叠层橡胶支座:标准多层橡胶垫由薄橡胶片与薄钢板间层重叠加热加压而成一整体,采用现代橡胶化工技术比较容易制造.在施加竖向荷载时,由于橡胶受到钢板的约束,不会产生很大的横向变形,即具有很强的抗压能力;水平方向有很大的变形能力,在地震作用下,橡胶垫可以隔离水平方向的运动分量.(2)铅芯橡胶支座:其制作方法是在橡胶支座中心钻孔,并插入一个铅芯,使支座具有滞回阻尼特性,支座的临界阻尼比得到 4～5 倍的提高.因此,在低阻尼要求的情况下,可以不使用阻尼器,从而在一定条件下达到经济简单的目的.(3)高阻尼橡胶支座:采用高阻尼橡胶制成,其叠层橡胶本身便可相当于一部高频阻尼器,故其具有良好的耗文/刘华宇杨帆银秋实能能力.2.2 摩擦滑移啊震体系将摩擦阻尼器设置在隔震结构中,这样便得到了摩擦滑移隔震体系.其做法是在基础面上设滑移层或滑动层,小震作用时,滑擦力能阻止上部结构滑动;当地震强度大到一定程度时,滑移层受地震作用大于滑动摩擦力,滑动面滑移,这时通过滑移能够消耗和阻止地震能量向上部结构传递,从而达到减小地震作用对建筑物上部结构产生不良危害的目的.摩擦滑移隔震系统包括纯摩擦隔震系统,恢复力摩擦隔震系统及带限位装置的摩擦隔震系统.(1)纯摩擦滑移隔震系统在地震作用下,基底与支承面之间相对滑移产生摩擦力可消耗地震能量,且没有明显的共振频率区.这种结构体系的缺点是无限位功能,地震作用后将产生不可回复位移,在余震或者多次地震作用下还容易与临近建筑物相碰撞.(2)恢复力摩擦隔震系统主要由相对滑动的叠层不锈钢板和提供弹性恢复力的橡胶核心组成.其隔震效果不如纯摩擦隔震体系,在大震作用下隔震垫层的变形较大,隔震器容易被破坏,但这种体系克服了不可回复位移的缺点.(3)带限位装置的摩擦隔震系统是一种综合了前两者优点的隔震体系.在中,小地震作用下,该隔震结构表现为纯摩擦隔震体系的特点,在大震作用下.限位装置发生改变.研究表明,带限位装置的滑移隔震系统能有效地减小地震作用下结构的层问最大剪力和各层绝对加速度反应,隔震效果好于恢复力摩擦隔震系统,与纯摩擦隔震系统隔震中华建设 2008/12101北方冬季混凝土施工特点——张掖小孤山水电站冬季混凝土施工文,孙伟摘要:本文介绍了北方冬季混凝土施工的特点,通过原理的分析和实际经验提出了解决北方冬季混凝土施工难点的一些具体措施.关键词:冬季混凝土施工措施我国地域广阔.北方有较长的寒冷季节.由于受 l 丁期制约,许多工程必须赶在冬季进行混凝土施工.现结合小孤山的施工情况,谈谈冬季混凝土施工中必须解决的要点.一,工程所在地气候特点小孤山水电站位于黑河大峡谷中下游,肃南裕固族自治县境内.坝址区属干旱气候,海拔 2062.5m,极端最高气温 37.2℃,最低气温一 33℃.黑河径流主要来源于降水和融冰化雪,一般 4～6月为春汛,7～9 月为主汛期,l0～l1 月为退水期,l2～3 月为枯水期.黑河一般在 11 月中旬开始流冰,1—2 月为封冻期,3 月底开始解冻.如果按环境温度考虑,冬季施工要贯穿 11 月份至次年 4月初,长达半年之久,因此,小孤山水电站冬季混凝土浇筑任务非常繁重.二,冬季水泥水化作用及其应对水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的.当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到 0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液态(水)变为固态 (水).当温度继续下降,存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液态变为固态时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长.水变成冰后,体积约增大 9%,同时产生约 2500kg/em 的冰胀应力.这个应力值常常大于水泥内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏) 而降低强度.国内外对水在混凝土中的形态进行的大量试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用.效果相差不大,且有限位功能.2.3 复合基础隔震体系复合基础隔震体系是指由摩擦滑移隔震支座和叠层橡胶支座并联或者是串联组成隔震体系.其中,叠层橡胶支座提供系统的向心回复力,摩擦滑移隔震支座滞回耗能,以此达到隔离地震.这种隔震体系互补了橡胶支座和摩擦滑移支座的优缺点,隔震效果好.另外,该体系具有良好的变形适应能力,即隔震层滞回耗能能力可以随地面运动输入的变化而变化.2.4 悬挂隔震体系悬挂隔震体系,即将结构的全部或大部分质量悬挂起来,使地震作用传递不到主体质量上,产生较小的惯性力,1O22008/12 中华建设从而起到隔震作用.悬挂结构悬杆受力较大,须采用高强钢,而高强钢忍性差,在竖向地震作用时易拉断,为减小竖向地震作用,可在吊点设减震弹簧,并配合使用阻尼器.着名的 43 层香港汇丰银行新大楼采用的就是悬挂结构.2.5 其他隔震体系隔震形式还有柔性套管桩隔震,局部隔震等类型.(1)柔性套管桩隔震体系采用立在套管中的长端承桩来隔震.桩顶安有铰结点和合适的阻尼器,使桩在水平向具有一定的柔性,构成一套有效的隔震基础系统.套管与桩之间有一定的间隙,使桩可以在套管中变位,将结构与可能发生有害地震运动的土层分开.(2)局部隔震一般是用在建筑物的内部设备进行底部隔震,防止设备运转产生的振动及噪声所造成的影响,同时在施工过程中也可以用以减震降噪等.结语我国近年来对房屋基础隔震技术的研究,开发和工程试点方面的重点,从摩擦滑移隔震技术转到使用垫层橡胶垫技术,相信该项工程技术一定会成为有发展前途的工程技术,并最终走向成熟.(作者单位: 西南交通大学峨眉校区土木工程系)。