Maanjäristyksen peruseristysjärjestelmä: ääriviivat periaatteista, tyypeistä, eduista ja sovelluksista

Maanjäristys tai maanjäristys sinänsä ei ole katastrofi, se on luonnollinen ilmiö, joka johtuu maan liikkeestä, joskus väkivaltaisesta. Nämä tuottavat pinta -aaltoja, jotka aiheuttavat maan ja rakenteiden värähtelyn ja rakenteet. Näiden värähtelyjen ominaisuuksista riippuen maa voi kehittää halkeamia, halkeamia ja siirtokuntia. Mahdollinen ihmishenkien menetyksen riski lisää erittäin vakavan ulottuvuuden seismiselle suunnittelulle, mikä asettaa moraalisen vastuun rakennusinsinööreille. Viime aikoina on kehitetty monia uusia järjestelmiä joko rakenteeseen vaikuttavien maanjäristysvoimien vähentämiseksi tai seismisen energian osan absorboimiseksi.
Yksi laajimmin toteutetuista ja hyväksyttyistä seismisistä suojausjärjestelmistä on perusta.

Peruseristys on yksi yleisimmin hyväksyttyistä seismisistä suojausjärjestelmistä maanjäristyksen alttiilla alueilla. Se lieventää maanjäristyksen vaikutusta eristämällä rakenteen olennaisesti potentiaalisesti vaarallisista maa -liikkeistä. Seisminen eristäminen on suunnittelustrategia, joka irrottaa rakenteen maan liikkeen vahingollisille vaikutuksille. Termi eristäminen viittaa vähentyneeseen vuorovaikutukseen rakenteen ja maan välillä.

Kun seisminen eristämisjärjestelmä sijaitsee rakenteen alla, sitä kutsutaan "peruseristysna".
Eristämisjärjestelmän toisena tarkoituksena on tarjota ylimääräinen keino energian hajoamiseen, mikä vähentää siirretyn kiihtyvyyden ylärakenteeseen. Irrotus antaa rakennuksen käyttäytyä joustavammin, mikä parantaa sen vastausta maanjäristykseen. Peruseristyksen käsite selitetään esimerkillä kitkattomilla rullilla lepäävästä rakennuksesta. Kun maa ravistuu, rullat rullaa vapaasti, mutta yllä oleva rakennus ei liiku.
Siten rakennukseen ei siirretä voimaa maan ravistamisen vuoksi; Yksinkertaisesti, rakennuksessa ei ole maanjäristystä.

Peruseristyksen käsite selitetään esimerkillä kitkattomilla rullilla lepäävästä rakennuksesta. Kun maa ravistuu, rullat rullaa vapaasti, mutta yllä oleva rakennus ei liiku. Siten rakennukseen ei siirretä voimaa maan ravistamisen vuoksi; Yksinkertaisesti, rakennuksessa ei ole maanjäristystä.
Nyt, jos sama rakennus lepää joustavilla tyynyillä, jotka tarjoavat vastustuskykyä sivuttaisliikkeitä vastaan, niin maanvahvistuksen vaikutus siirretään yllä olevaan rakennukseen.
Joustavia tyynyjä kutsutaan pohjasolaattoreiksi, kun taas näitä laitteita käyttämällä suojatut rakenteet kutsutaan pohjasoloiduiksi rakennuksiksi. Peruseristystekniikan pääominaisuus on, että se tuo joustavuutta rakenteessa.

Tietyn rakennuksen sopivimman laitetyypin tunnistamiseksi tarvitaan huolellinen tutkimus. Pohjaeristys ei myöskään sovellu kaikille rakennuksille. Sopivimmat rakenteet emäksen eristämiseen ovat alhaiset ja keskisuuret rakennukset, jotka lepäävät kovan maaperän alla. Pehmeään maaperään lepäävät korkean kerrostalot tai rakennukset eivät sovellu pohjan eristämiseen.

Peruseristyksen perusperiaate on muuttaa rakennuksen vastausta, jotta maa voi liikkua rakennuksen alapuolella välittämättä näitä liikkeitä rakennukseen. Täysin jäykässä rakennuksessa on nolla ajanjakso. Kun maa liikuttaa rakenteessa indusoitua kiihtyvyyttä on yhtä suuri kuin maan kiihtyvyys ja rakenteen ja maan välillä on nolla suhteellisia siirtymiä. Rakenne ja maa liikuttavat samaa määrää. Täysin joustavalla rakennuksella on ääretön ajanjakso.
Tämän tyyppiselle rakenteelle, kun rakenteen alla oleva maa liikkuu, rakenteessa indusoituu nolla kiihtyvyyttä ja rakenteen ja maan välinen suhteellinen siirtymä on yhtä suuri kuin maan siirtymä. Joten joustamattomat rakenteet rakenne ei liiku, maa tulee.

Eristysjärjestelmän perusvaatimukset ovat
1). Joustavuus
2). Vaimennus
3). Vastus pystysuorille tai muille palvelukuormille.

Rakenteiden maanjäristyksen suojaaminen pohjaeristystekniikkaa käyttämällä on yleensä sopiva, jos seuraavat olosuhteet täyttyvät
1. Pohja ei tuota pitkäaikaisen maanpinnan liikkeen hallintaa.
2. Rakenne on melko nivelten riittävän korkea pylväskuormitus.
3. Sivusto sallii vaakasuorat siirtymät luokan perässä 200 mm tai enemmän.
4. Tuulen aiheuttamat sivukuormat ovat alle 10% rakenteen painosta.
 

· Kun kiinteän pohjarakenteen tuolloin rakennetta vaikuttaa maanjäristykseen, se ei puolusta maanjäristystä vastaan.
· Mutta pohjasoloidussa rakenteessa, kun rakennusrakennus vaikuttaa maanjäristykseen maanjäristystä vastaan ​​erittäin hyvin.
· Kiinteässä rakenteessa rakenne liikkuu maanliikkeellä.
· Eristetyssä rakenteessa rakenne ei liiku maanliikkeellä. Mutta eristyslaakeri liikkuu maanliikkeellä. Joten voimme sanoa, että rakenne on turvallinen.

Seismiset eristimet

Elastomeerinen eristimet
▶ Lineaariset luonnonkumilaakerit (LNR)
▶ Matalahampailulaakerit
▶ Lyijykumarilaakerit (LRB)
▶ Korkeasti vaimentavat kumilaakerit (HDR)

Liukuvat eristimet
▶ Joustava kitkajärjestelmä
▶ Kitka heilurijärjestelmä (FPS)

Nämä muodostetaan luonnollisen tai synteettisen kumin vaakakerroksista ohuissa kerroksissa, jotka on sidottu teräslevyjen väliin.
Teräslevyt estävät kumikerrokset pullistumasta ja siten laakeri pystyy tukemaan korkeampia pystysuoria kuormia, joilla on vain pienet muodonmuutokset.
Tavalliset elastomeeriset laakerit tarjoavat joustavuutta, mutta eivät merkittäviä vaimennuksia ja liikkuvat huoltokuormien alla.

1, matala vaimennus luonnonkumilaakeri (LDR)
Vaimennussuhde=2% - 3%
Valmistus on helppoa.
Vastaus ei ole voimakkaasti herkkä lämpötila, lastausnopeus ja ikääntyminen.
Leikkauskannat ylitetään jopa 100%.

2, korkea vaimennus luonnonkumilaakeri (HDR)
Vaimennus lisää lisäämällä hienoja hiilimusta, öljyt tai hartsit ja muut täyteaineet.
Suurin leikkausjännitys=200 - 350%
Vaimennussuhde=10 - 20% 100% leikkausjännityksessä
Tehokas vaimennus riippuu:
· Kuormitusnopeus
· Lataushistoria
· Lämpötila

3, lyijykumilaakerit (laminoitu kumilaakeri) (LRB)
Lyijykunut laakeri tai lyijyydinkumi laakeri muodostetaan lyijytulppa, joka on kiinnitetty ennalta muodostettuun reikään elastomeeriseen laakeriin. Lyijyydin tarjoaa jäykkyyden huoltokuormituksissa ja energian hajoamisessa korkeilla sivukuormilla. Ylä- ja alakerroslevyjä, paksumpia kuin sisäiset välilevyt, käytetään kiinnityslaitteiden mukauttamiseen. Koko laakeri on koteloitu kannen kumiin ympäristönsuojelun aikaansaamiseksi.
Kun altistuu matalalle sivuttaiskuormille (kuten pieni maanjäristys, tuuli tai liikennekuormitus), lyijykumilaakeri on jäykkä sekä sivusuunnassa että pystysuunnassa.
Sivuttainen jäykkyys johtuu lyijytulpan korkeasta joustavasta jäykkyydestä ja pystysuuntainen jäykkyys (joka pysyy kaikilla kuormitusten tasolla) johtuvat laakerin teräskumarakenteesta.

4, liukuvat eristimet
Toinen yleisin eristysjärjestelmätyyppi käyttää liukuvia elementtejä rakenteen pohjan ja pohjan välillä.
Korkeilla jännitysjousilla tai laminoidulla kumilaakerilla tekemällä liukuvaa kaareva pinta.
Nämä mekanismit tarjoavat palauttavan voiman rakenteen palauttamiseksi tasapainoasentoon.
4a. Litteät liukuvat eristimet (joustava kitkajärjestelmä)
Kaksi tyyppiä tasaisia ​​liukuvia eristimiä:
· Äskettäisellä kapasiteetilla
· Ilman viimeaikaisia ​​kapasiteettia
1). Liukuva eristäjä ilman viimeaikaisia ​​kapasiteettia
Tämä koostuu vaakasuorasta liukuvasta pinnasta, joka mahdollistaa siirtymisen ja siten hajottavan energian määritellyn kitkan avulla sekä liukuvien komponenttien että ruostumattoman teräksen välillä.
Yksi erityinen ongelma liukuvassa rakenteessa on jäljellä olevat siirtymät, jotka tapahtuvat suurten maanjäristysten jälkeen.
2). Liukuva eristäjä, jolla on viimeaikainen kapasiteetti
Verrattuna liukuviin eristimiin, liukuvalla eristyksellä olevalla pendulalla (SIPS), jolla on viimeaikaiset kapasiteetti, on kovera liukulevy.
Geometrian takia jokainen vaakasuuntainen siirtymä johtaa eristimen pystysuuntaiseen liikkeeseen.
Yläosaan työnnetty ylärakenteen varastoitu potentiaalienergia johtaa automaattisesti laakerin äskettäiseen asentoon neutraaliin asentoon.
Ne pysyvät vaakasuorassa joustavina, häviävät energiaa ja äskettäin valmistavat ylärakenteen neutraaliin asentoon.

4b. Pallomaiset liukuvat eristimet (rullat) (kitka heilurijärjestelmä) (FPS/FPB)
Kitka heilurijärjestelmä on liukuva eristysjärjestelmä, jossa rakenteen painoa tuetaan pallomaisilla liukupinnoilla, jotka liukuvat toisiinsa suhteessa, kun maaliike ylittää kynnystason.

Peruseristysjärjestelmän asentamisvaatimus on, että rakennus pystyy liikkumaan vaakasuoraan suhteessa maahan, yleensä vähintään 100 mm.
Yleisin kokoonpano on asentaa kalvo heti eristimien yläpuolelle.
Jos rakennuksessa on kellarikerros, vaihtoehdot ovat asentaa eristimet kellarisarakkeiden ja seinien ylä- tai puolivälissä.

1. Vähensi rakenteen seismisiä kysyntää vähentäen siten rakenteen kustannuksia.
2. Pienet siirtymät maanjäristyksen aikana.
3. Parantaa rakenteiden turvallisuutta
4. vähensi maanjäristyksen aikana aiheutuvia vaurioita. Tämä auttaa ylläpitämään rakenteen suorituskykyä tapahtuman jälkeen.
5. parantaa rakenteen suorituskykyä seismisissä kuormituksissa.
6. omaisuuden säilyttäminen

· Haastava toteuttaa tehokkaasti.
· Korvaus rakennussiirtymiseen.
· Tehokas korkean nousun rakennuksiin
· Ei sovellu rakennuksiin, jotka lepäävät pehmeällä maaperällä.
 

Kello 1. Siltojen emäksistä
2. tärkeiden rakennusten perustana
3. Historiallisten rakenteiden vasteen parantaminen
4. Eristäminen konekenttään

Seismisen emäksen eristämismenetelmä on osoittautunut luotettavaksi maanjäristyksen kestävälle suunnittelulle.
Tämän menetelmän menestys johtuu suurelta osin eristyslaitteiden kehityksestä ja asianmukaisesta suunnittelusta.
Mukautuvien eristysjärjestelmien on oltava tehokkaita monenlaisissa seismisissä tapahtumissa.
Pyrkimyksiä tarvitaan ratkaisujen löytämiseksi tilanteisiin, kuten lähituleihin alueisiin, joilla voi tapahtua laaja valikoima maanjäristyksen liikkeitä.