Сейсмоизоляционный подшипник – преимущества и недостатки

Если вы инженер, вы должны быть знакомы с различными типами сейсмоизоляционных подшипников. Это эластомерные, предварительно напряженные волокна и свинец. В последней части данного отчета представлен пример конструкции второго прототипа роликового сейсмоизоляционного подшипника. Этот тип подшипников предназначен для использования на мостах в районах с повышенной сейсмичностью.

Вести

Свинцовые сейсмоизоляционные подшипники являются ключевым компонентом сейсмостойкой структурной системы. Эти подшипники очень эластичны, долговечны и просты в установке. Они также имеют стабильное билинейное поведение, ограничивающее ущерб. Во время землетрясения неизолированные здания вибрируют в разные стороны и деформируются под действием сил инерции. Свинцовый сейсмоизоляционный подшипник предотвращает подобные деформации и повреждения. Он рассеивает силы инерции, тем самым продлевая период вибрации и уменьшая ускорение здания.

При проектировании сейсмоизоляционных подшипников следует учитывать эти уникальные характеристики подшипников, которые должны быть воспроизведены с помощью математической модели. До этого исследования существующие математические модели эластомерных подшипников имели значительные ограничения, которые требовали обширной экспериментальной калибровки. Используя самые современные методы моделирования и чувствительности, исследовательская группа разработала эффективный и действенный способ моделирования этих уникальных подшипников. В конечном итоге они открыли фундаментальный механизм, отвечающий за контроль устойчивости подшипников.

Предварительно натянутые волокна

Конструкция из армированных волокон для сейсмоизоляции может быть предварительно натянута перед сейсмическим событием, чтобы компенсировать любые смещенные нагрузки. Высота опоры обычно предписывается проектными нормами, а горизонтальный период конструкции уже указан. Эластомер, используемый для создания предварительно натянутых волокон, важен, поскольку он влияет на коэффициент демпфирования B. Однако необходимо учитывать выбранный эластомер и степень нагрузки на подшипник.

Еще одним материалом, который можно использовать для улучшения характеристик элемента конструкции, является композит. Предварительно натянутые волокна вплетены в матрицу для увеличения прочности и жесткости композита. Эти композиты имеют низкую стоимость и просты в изготовлении. Их можно изготавливать как отдельные U-FREI, разрезая большие листы. Этот материал также обеспечивает значительное демпфирование трения.

эластомерный

Конструкция эластомерного сейсмоизолирующего подшипника представляет собой комбинацию скользящих колец и ограниченной резины, позволяющей противостоять вертикальным нагрузкам и поглощать энергию. Эластомерный сердечник находится между стальными скользящими кольцами. Эти кольца контролируют боковую деформацию резинового сердечника и рассеивают энергию за счет скольжения друг по другу. Кольца также поглощают силы трения, которые ограничиваются гравитационными нагрузками.

Эластомерная сейсмоизоляционная опора по настоящему изобретению состоит из набора сложенных друг на друга эластомерных пластин. Высота установки в сложенном состоянии соответствует общей горизонтальной и вертикальной жесткости. По меньшей мере одна из пластинок содержит ряд предварительно натянутых непрерывных волокон. Фиг. 1 и 2 показаны схематические виды в перспективе двух различных вариантов изолирующего подшипника.

Структурный мониторинг здоровья

Чтобы улучшить сейсмическую изоляцию конструкции, необходимо контролировать ее поведение. Существует несколько методов сейсмической изоляции, включая активный контроль, сенсорные сети и анализ данных. В этой статье мы анализируем основной принцип и технические особенности технологии сейсмоизоляции. Одним из методов является сейсмоизоляция сетчатой ​​оболочечной конструкцией. Это предотвращает передачу вибрации грунта вверх. Мы обсудим преимущества сейсмоизоляции с сетчатой ​​оболочкой.

Для осуществления такого мониторинга необходим надежный и стабильный метод измерения. Система должна иметь возможность собирать данные в режиме реального времени и быть устойчивой к экстремальным погодным условиям. Он также должен иметь возможность оценивать силовое состояние конструкции в режиме реального времени. Самый простой и эффективный метод основан на коэффициентах дрейфа, связанных с PBEE. Этот метод успешно использовался во многих зданиях в США и за рубежом.

Методы

Настоящее исследование исследует влияние сейсмической изоляции на работу конструкций, подвергающихся кратковременным и длительным землетрясениям. Его основная цель — проверить и оценить гипотезы, представленные в предыдущих изложениях. В данном исследовании мы рассматриваем долгопериодические землетрясения с промежуточными периодами 1,5-2,5 с. Мы также изучаем влияние снижения поперечной прочности на реакцию осевого смещения сейсмоизоляционного подшипника.

Процедура расчета основана на традиционном ламинированном резино-стальном подшипнике. Затем мы применяем ту же методологию к эластомерным сейсмоизоляционным подшипникам, армированным волокном. Процесс аналогичен для подшипников круглой формы. Как только мы поймем основную концепцию, следующим шагом будет определение используемых эластомерных и армирующих волокнистых материалов. Затем мы можем решить, применять ли к нашей конструкции сейсмоизоляционный подшипник.