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隔振器在抗御地震方面的应用

2017-01-13 13:45:36来源: 作者:xdnet

    隔震原理是一种完全不同的抗震设计原则。它允许结构仅在弹性范围内工作而不要求具有大的塑性变形能力。地震运动的能量主要利用安装在结构基础底部和边上的减震装置来吸收的,目的是将结构与地面运动隔离开来,因而减小惯性荷载和内应力。

    隔振器由弹性的或弹塑性的弹簧与阻尼器组成。在基础高程上安装弹簧,主要是要把结构自振周期增加到远大于地震地面运动的卓越周期。为了减小位移幅值和防止有可能出现的准共振状态,必须使用阻尼器。使用隔振器的一般倾向是,加速度减小时,位移就逐渐变大。因此,必须适当的选择弹簧和阻尼器的数目以建立一最佳状态,在这个状态下,加速度应减小到合适的程度,同时位移又保持在允许限度内。减小加速度反应总会导致位移的增大。

    在机器和汽轮机基础方面,隔振的概念已广泛应用的很久了,然而对于普通的建筑物,特别是核电站,应用这个原理来抗地震,则是相当新的做法。虽然用隔振器来抗地震尚在发展阶段,但是已有各种结构和核电站,利用这个概念作为抗御地震的手段。

    隔震的优点:

    (1)获得防震效果的费用,小于按现行抗震设计原则所得效果的费用。例如,在强地震活动性地区,建造一个核电站的费用,比在非地震区建造同样的核电站的费用高40%,然而当采用隔震器时,为了完全防震所增加的费用,只占该核电站总造价的百分之几。

    (2)由于避免了复杂的非线性性状中的不确定性,且应力不允许超过屈服限,因此较大程度地保证了安全。分析精度对确定动力特性时所做的近似计算和假设较不敏感。结构构件的设计和细部处理变得简单多了,因而节省了建造的时间和费用。

    (3)结构构件和非结构构件由于它们的振动周期变长,因而受到荷载反复的次数较少。由于地震反应大大减小,核电站安全停堆的次数会少得多。因为结构构件和非结构构件预期均不会发生破坏,所以在遭受大地震后,核电站有可能迅速重新工作,并立即使用其结构设施。  

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