Master Ding Jiemin: de ontwikkeling en toepassing van seismische isolatie- en energiedissipatietechnologie

China heeft een brede verdeling van seismische regio's en ernstige aardbevingsrampen. Voor bouwstructuren omvatten seismische structuren voornamelijk traditionele rigide structuren, ductiele structuren en seismische isolatie- en energiedissipatiestructuren. De traditionele rigide structuur hanteert de "harde weerstand" -benadering, die een grote hoeveelheid bouwmaterialen vereist. Hoewel de ductiele structuur het ontwerpdoel van de structurele veiligheid onder belangrijke aardbevingen kan bereiken, zijn er nog steeds problemen zoals ernstige post -aardbevingschade en herstelproblemen. Seismische isolatie- en energiedissipatiestructuren hebben de test van grote aardbevingen doorstaan ​​en goede seismische prestaties getoond. Momenteel worden de seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën in China voornamelijk afzonderlijk toegepast en is er een gebrek aan innovatie in aanvraagformulieren. Japan is begonnen met het aannemen van gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën en heeft goede seismische resultaten behaald. De gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën omvatten energiedissipatiecombinatietechnologie en de combinatie van energiedissipatie en seismische isolatietechnologie. Dit artikel introduceert eerst kort de classificatie, ontwikkeling en technische toepassing van seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën. Vervolgens, gecombineerd met de kenmerken van vier typische engineeringvoorbeelden die zijn ontworpen door de auteur, introduceert het diep de ontwerpideeën, applicatiemethoden en energiedissipatie -effecten van de gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën. Het is te zien dat de rationele combinatie van energiedissipatie en seismische isolatietechnologieën de energiedissipatiecapaciteit van seismische isolatie- en energiedissipatie -apparaten volledig kan spelen en de seismische prestaties van bouwstructuren verder verbeteren.

China ligt tussen de vulkanische seismische riem van de Pacific en de Euraziatische seismische riem en is een van de landen met de ernstigste aardbevingrampen ter wereld. De seismische activiteiten in China worden voornamelijk verdeeld in 23 seismische zones in vijf regio's. Onder hen worden gebieden met een intensiteit van 7 graden (0,15 g) en hoger seismische zones met hoge intensiteit genoemd. Het distributiedeel van grote steden in China in seismische zones met hoge intensiteit is ongeveer 31% (figuur 1). Het is te zien dat de ontwikkeling van de verstedelijking in China geconfronteerd wordt met ernstig seismisch fortificatiewerk.

[Figuur 1 aandeel grote steden in China in verschillende intensiteitszones]

De representatieve steden van verschillende seismische versterkingsintensiteiten worden weergegeven in tabel 1. Uit tabel 1 kan worden gezien dat de seismische zones met hoge intensiteit in China zich voornamelijk bevinden in het zuidwesten, noordwesten en centrale regio's. Projecten in gebieden van graden 1 - 3 en in 7 - graadzones met slechte sitecondities (zoals Shanghai, waar de karakteristieke periode van de site TG=0.9 s) hoge -standaardvereisten hebben voor seismische technologieën.

Tabel 1 Classificatie van seismische weerstandsniveaus in China

De seismische structuren in China omvatten voornamelijk vier structurele vormen: rigide seismische structuren, ductiele seismische structuren, energie - dissiperende en seismische - reducerende structuren en seismische isolatiestructuren, zoals getoond in figuur 2.

[Figuur 2 belangrijkste seismische structuursystemen in China]

De rigide seismische structuur hanteert de "harde weerstand" -benadering en verbetert de seismische prestaties door de structurele sterkte en stijfheid te versterken, dus vereist het een grote hoeveelheid bouwmaterialen. De ductiele seismische structuur hanteert het ontwerpconcept van "sterke kolommen, zwakke balken, sterke afschuiving, zwakke buiging en sterke gewrichten, zwakke componenten", zodat de structuur een bepaalde ductiliteit kan behouden onder de werking van een aardbeving en de ontwerpdoelen van "drie niveaus en twee stadia" kan bereiken. De energie - dissiperende en seismische - vermindering van structuren en seismische - isolatiestructuren verbeteren de seismische prestaties van de structuur door energie te bepalen - dissiperende apparaten of seismische - isolatie -apparaten in de hoofdstructuur om de seismische energie -input in de structuur te verdrijven of te isoleren.

Veelgebruikte energie - Dissiperende apparaten omvatten metalen dempers en viskeuze dempers, zoals getoond in figuur 3. Onder hen behoren metalen dempers behoren tot verplaatsing - gerelateerde dempers. Onder de herhaalde werking van een aardbeving verdrijven ze seismische energie door de elastische - plastic hysteretische vervorming die wordt gegenereerd wanneer het metaalmateriaal opgeeft, zoals milde - stalen dempers en knik - ingehouden beugels. Viscote dempers behoren tot snelheid - gerelateerde dempers. Onder de herhaalde werking van een aardbeving gebruiken ze de dempingskenmerken van hun viskeuze materialen om seismische energie te verdrijven, zoals staaf - type viskeuze dempers en viskeuze demperwanden.

[Figuur 3Energie - Dissiperende apparaten]

Veelgebruikte seismische - isolatie -apparaten omvatten gelamineerde rubberen lagers (figuur 4 (a), (b)) en glijdende lagers (figuur 4 (c), (d)). Beide hebben een grote verticale stijfheid om het enorme gewicht van de bovenste structuur te dragen, en relatief kleine horizontale stijfheid om de seismische energie -input in de structuur te isoleren.

[Figuur 4Seismisch - isolatie -apparaten]

De gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatietechnologie is een innovatieve toepassingsvorm van seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën, voornamelijk inclusief twee soorten: combinatietechnologie voor energiedissipatie en de combinatie van energiedissipatie en seismische isolatietechnologie.

De combinatietechnologie voor energiedissipatie is het rationeel combineren en toepassen van meerdere energie - dissipatie -apparaten volgens de vervormingskenmerken van de structuur en de vereisten van het seismische prestatiebasis - gebaseerde ontwerp van de structuur, geven volledige spel aan de energie -dissipatie -effecten van verschillende energie - dissiperende apparaten, de seismische actie te verminderen en de seisme prestaties van de structuur te verbeteren. De classificatie ervan wordt getoond in figuur 5.

[Figuur 5 Schematisch diagram van de classificatie van veelgebruikte gecombineerde gecombineerdeEnergie - dissipatietechnologieën] 

DeCombinatie van energiedissipatie -technologieis op grote schaal toegepast in veel grote projecten en heeft goede seismische resultaten behaald. Bijvoorbeeld, het Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center, een versterkings- en renovatieproject in Tibet, het Nikken Sekkei Tokyo Head Office Building en de Sen Tower in Sendai, Japan. Het Hoofdkantoorgebouw van Nikken Sekkei Tokyo bevindt zich in Sakurada - Bashi, Chiyoda - Ku, Tokyo, Japan (figuur 6). Het is een frame - structuurgebouw met een hoogte van 60 m, 1 keldervloer, 14 boven - de grondvloeren en een totale bouwoppervlak van 20.581 m². Het gebouw hanteert een gecombineerde energie - dissipatietechnologie van viskeuze demperwanden + knik - ingehouden beugels. De energie - dissiperende apparaten en hun lay -outs worden getoond in figuren 7 - 9. De viskeuze demperwanden functioneren onder kleine en gematigde aardbevingen en windbelastingen, terwijl de knik - ingehouden beugels onder matige en grote aardbevingen functioneren. Door de twee soorten energie te mengen - dissiperende apparaten, kan de structurele dempingsverhouding onder matige aardbevingen twee keer bereiken die onder kleine aardbevingen. Toen het gebouw op 11 maart 2011 de Great East Japan -aardbeving ervoer, speelden de viskeuze demperwanden en knik - betrouwbare beugels effectief hun energie - dissipatie en seismisch - reducerende rollen, en de belangrijkste structuur van het gebouw bleef intact. De Sen Tower in Sendai, Japan, heeft een totale bouwhoogte van 206,69 miljoen en neemt een gecombineerde energie - dissipatietechnologie van viskeuze demperwanden + wrijvingsdempers aan. De viskeuze demperwanden functioneren onder kleine en grote aardbevingen, terwijl de wrijvingsdempers alleen onder belangrijke aardbevingen functioneren.

[Afbeelding 6 Nikken Sekkei Tokyo hoofdkantoorgebouw]

[Figuur 7 viskeuze vloeistofdemper]

[Figuur 8 Bucking - ingehouden beugel]

[Figuur 9 Lay -out van energie - Dissipatie -apparaten in het hoofdkantoorgebouw van Nikken Sekei Tokyo]

De combinatie van energiedissipatie en seismische isolatietechnologie betekent dat op basis van het aannemen van seismische isolatietechnologie voor de structuur, energie -dissiperende apparaten zijn gerangschikt in of buiten de seismische isolatielaag om de seismische werking verder te verminderen en de seismische prestaties van de structuur te verbeteren. De classificatie ervan wordt getoond in figuur 10.

[Figuur 10 Schematisch diagram van de classificatie van veelgebruikte gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën]

De combinatie van energiedissipatie en seismische isolatietechnologie wordt breder toegepast. De Suhao Ginza in Suqian, Jiangsu is een frame - afschuifstructuurgebouw met een hoogte van 80m, 2 keldervloeren, 20 boven - de grondvloeren en een totale bouwoppervlak van 67.000 m². De architecturale renderings worden getoond in figuur 11. Het gebouw hanteert een gecombineerd seismisch isolatie- en energiedissipatieschema van inter - verhaal seismische isolatie + in - verhaal energiedissipatie (viskeuze dempers). Natuurrubberlagers, lood - kernrubberlagers en viskeuze dempers worden geïnstalleerd in de seismische isolatielaag. De locatie van de seismische isolatielaag wordt weergegeven in figuur 12. Na het mengen van de toepassing van energie - dissipating en seismisch - isolatie -apparaten, wordt de structurele natuurlijke trillingsperiode verlengd van 1,64s tot 3,74s, de seismische reductiecoëfficiënt in de x - richtingen bereikt 0,35, en in de y - reiken 0,36, bereikt de opkomst van de y - achie met een jaar. Goed seismisch - verminderen effect.

[Figuur 11 Architecturale renderings van Suhao Ginza in Suqian, Jiangsu]

[Figuur 12 Schematisch diagram van de locatie van de seismische isolatielaag in Suhao Ginza in Suqian, Jiangsu]

Bovendien neemt het Tokyo Kiyomizu Head Office -gebouw in Japan een ontwerpschema aan van basisisolatie + in - verhalen energiedissipatie (viskeuze dempers); Het Nihonbashi -gebouw in Tokio neemt een ontwerpschema aan van inter - verhaal seismische isolatie + energiedissipatie in de lagere structuur (viskeuze demperwanden); En het Osaka Nakanoshima Concert Hall -gebouw in Japan neemt een ontwerpschema aan van inter - verhaal seismische isolatie + energiedissipatie in de bovenste structuur (viskeuze dempers), die allemaal goede energie hebben bereikt - dissipatie -effecten.

Deze sectie selecteert twee energie - dissipatiegecombinatiecases ontworpen door de auteur. In combinatie met de projectkenmerken introduceert het kort de ontwerpideeën en methoden van de gecombineerde energie - dissipatiestructuren en maakt het een vergelijkende analyse van de energie - dissipatiecapaciteit en seismische - het verminderen van effecten van de structuren met en zonder energie - dissipatie -apparaten, voor de referentie van engineeringontwerpers.

2.1.1 Projectoverzicht
De S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center heeft een gebouwhoogte van 250 m en een totale bouwoppervlak van 130.000 m². Het architecturale uiterlijk wordt getoond in figuur 13.

[Figuur 13 Architecturale renderings van S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]
De S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Centre neemt een structureel systeem van staal - versterkte betonframes + betonnen kernwanden + riemspanten aan. De riemspanten zijn gerangschikt op de 22e, 33e en 42e verdiepingen, zoals weergegeven in figuur 14.

[Figuur 14 Schematisch diagram van het structurele systeem van S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]

2.1.2Energie - dissiperen en seismisch - vermindering van het schema
De "voorschriften voor het promoten van seismische isolatie- en energiedissipatie -bouwprojecten in de provincie Yunnan" (decreet no . 202 van de regering van de provinciale mensen van de Yunnan) vereist dat "sleutel - versterkte en speciaal - versterkte bouwprojecten met een enkel gebouwgebied van meer dan 1.000 m² in gebieden met een seism -dissiteit van 8 graden. Technologieën ", en" Wanneer energie - dissipatieontwerp wordt aangenomen, moeten de seismische prestaties van het gebouw aanzienlijk worden verbeterd, en de verhouding van de horizontale verplaatsing van de energie - dissiperende structuur tot die van de niet -energie - dissiperende structuur onder zeldzame aardbevingsactie zou minder dan 0,75 moeten zijn ".
Het S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center bevindt zich in een seismische zone met hoge intensiteit van 8 graden (0,2 g) en zou energie moeten aannemen - dissiperende en seismische - het verminderen van technologieën om de seismische prestaties van de structuur te verbeteren. Om een ​​25% seismisch te bereiken - reducerend effect onder belangrijke aardbevingen, vier soorten energie - dissiperen en seismisch - worden de apparaten reduceren innovatief aangenomen: viskeuze - demper -outriggers, viskeuze - demperwanden, metalen energie - dissiperende koppelingsstralen en getoond in de cijfers - de viscouse damper outriggers zijn op de 22 -jarige schrappers en de viscouse damper outriggers zijn in de cijfers van de 22 jaar. 33e verdiepingen; De viskeuze - demperwanden zijn gerangschikt op de 26e - 40 th verdiepingen; De metaalergie - Dissiperende koppelingsstralen zijn gerangschikt in de x - richting op de 26e - 40 th -vloeren en in de y - richting op de 6e - 19 th vloeren en 31st - 40 th -vloeren; De knik - ingehouden beugels zijn gerangschikt op de 22e, 33e en 42e verdiepingen.

[Figuur 15 Schematisch diagram van de structuur van energie - dissiperende apparaten in S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]

2.1.3 Seismisch - het verminderen van het effect
Het aantal energie - dissiperende apparaten in het project en hun energie - dissipatie -omstandigheden worden weergegeven in tabel 2. Onder hen, de viskeuze - demper -stempelingen en viskeuze - demperwanden verdrijven energie onder kleine, matige en grote aardbevingen; De metaalenergie - dissiperende koppelingsstralen en knik - ingehouden beugel bieden alleen stijfheid onder kleine aardbevingen en betreden de opbrengst en energie - het dissiperende stadium onder matige en belangrijke aardbevingen, waardoor de seismische prestaties van de structuur onder matige en grote aardbevingen worden gewaarborgd. Naarmate de seismische intensiteit toeneemt, nemen de stalen koppelingsbundels en knik - terughoudende beugels geleidelijk deel aan energiedissipatie (figuur 16), en de extra dempingsverhouding van de structuur neemt toe, waardoor de seismische prestaties van de structuur effectief worden gewaarborgd.

Tabel 2Energie - Dissipatiecondities van energie - Dissiperende apparaten

[Figuur 16 Energie - Dissipatie -omstandigheden van S2 van Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center onder verschillende aardbevingsomstandigheden]

2.2.1 Projectoverzicht
Het oostelijke paviljoen van het Shanghai Museum heeft een gebouwhoogte van 45 m, 2 keldervloeren, 6 boven - de grond vloeren en een totale bouwoppervlak van 104.000 m². De vlakke grootte is 105 m × 182m. Het architecturale uiterlijk wordt getoond in figuur 17.

[Figuur 17 Architectural Renderings of the East Pavilion of the Shanghai Museum]
Gebaseerd op de kenmerken van het museumgebouw, in het voorlopige stadium, werd voorgesteld in een rigide structurele systeem van "staal -versterkte betonnen kolommen + stalen stralen + stalen beugels" voorgesteld om te voldoen aan de flexibele architecturale lay -out. De typische structurele vlakindeling wordt getoond in figuur 18.

[Figuur 18 Typische structurele vlakindeling van het rigide structuurschema]

2.2.2 Energie - dissiperen en seismisch - vermindering schema

Het project heeft de volgende kenmerken:

1) het East Pavilion van het Shanghai Museum is een extra - grootschalig museum met een ontwerpdienst van 100 jaar, en de seismische actie moet worden versterkt door 1.3 - 1.4 tijden;

2) De culturele overblijfselen die in het museum worden verzameld, zijn kostbaar en effectieve maatregelen moeten worden genomen om de collecties te beschermen tegen schade tijdens een aardbeving;

3) Het museum heeft een rijke interne ruimte, met veel kolommen - vrije grote ruimtes in de structuur, enkele verticaal - doordringende kolommen en grote spanruimtes en grote - vrijdragende spanten aan de hoeken.
Om ervoor te zorgen dat de structuur een goede seismische prestaties heeft onder de werking van een aardbeving, wordt de energie -dissipatietechnologie beschouwd als geïntroduceerd om een ​​gecombineerd energie te vormen - dissiperend structureel systeem van "staal - versterkte betonkolommen + stalen balken + viskeuze - demperwanden + knikte bureaus + knikte braces". De viskeuze - demperwanden verdwijnen energie onder kleine, matige en grote aardbevingen, dissiperende seismische energie en het verminderen van de seismische werking op de hoofdstructuur; De knik - ingehouden beugels bieden stijfheid onder kleine en matige aardbevingen om te voldoen aan de zijdelingse stijfheidseisen van de structuur en leveren zich op om energie onder belangrijke aardbevingen te verdrijven. Door het gecombineerde gebruik van viskeuze - demperwanden en knik - ingetogen beugels, heeft de structuur voldoende algehele stijfheid en een goede energie - dissipatiemechanisme. De typische structurele vlakindeling van de energie - dissiperende en seismische - reducerend schema wordt getoond in figuur 19.

[Figuur 19 Typische structurele vlakindeling van deEnergie - dissiperen en seismisch - reducerend schema]
Op basis van het stijve structurele systeem vervangt het energie - dissiperende en seismische - reducerende schema de laterale - resistent stalen beugels door knik - ingehouden beugels en, gecombineerd met het architecturale functieontwerp, voegt viskeuze - demperwanden toe in geschikte posities.

2.2.3 Seismisch - Vermindering van het effect
Tabel 3 toont de vergelijkende analyseresultaten van de seismische structuur en de energie -dissiperende en seismische - reducerende structuur. Vergeleken met het seismische structurele systeem van "staal -versterkte betonnen kolommen + stalen balken

(1) Base afschuifkracht
Na het installeren van viskeuze dempingswanden en knik beperkte beugels, wordt de basisschaarkracht met ongeveer 20%verminderd.
(2) Periode en dempingsverhouding
De periode van de energiedissipatie en het seismische reductieschema wordt tot zekere mate verhoogd in vergelijking met die van het rigide schema. Ondertussen wordt de dempingsverhouding van de structuur onder frequente aardbevingen verhoogd van 4% tot 6,3%.
(3) structurele energiedissipatie
De structurele energiedissipatiecapaciteit van de energiedissipatie en het seismische reductieschema is aanzienlijk verbeterd. Bovendien is de energiedissipatie van de seismische reductieapparaten goed voor ongeveer de helft onder belangrijke aardbevingen, die de schade van structurele componenten effectief kunnen verminderen. Figuur 20 toont de structurele energiedissipatie onder kleine, matige en grote aardbevingen.

△ Figuur 20 Energiedissipatie van het East Pavilion of Shanghai Museum onder verschillende seismische omstandigheden

Twee gevallen van de combinatie van energiedissipatie en seismische isolatie ontworpen door de auteur worden geselecteerd. Gecombineerd met de projectkenmerken worden de ontwerpideeën van de gecombineerde seismische isolatie- en energiedissipatiestructuren kort geïntroduceerd, en de natuurlijke trillingsperioden, seismische reductie -efficiëntie en energiedissipatiecapaciteiten van de structuren met en zonder seismische isolatie en energiedissipatie -apparaten worden vergeleken en geanalyseerd voor de referentie van engineeringontwijking.

3.1.1 Projectoverzicht
De eerste - fase van het Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters -gebouw heeft een gebouwhoogte van 86 m, 1 keldervloer, 19 boven - de grondvloeren en een totale bouwoppervlak van 35.000 m². Het podium en de hoofdtoren worden gescheiden door een gewricht. Het architecturale uiterlijk wordt getoond in figuur 21. De hoofdtoren van het project hanteert een versterkte betonframe - kernbuisstructureel systeem, zoals weergegeven in figuur 22.

[Figuur 21 Architectural Renderings of Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building]

[Figuur 22 Structural System of Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building]

3.1.2 Combinatieschema vanEnergiedissipatie en seismische isolatie
De structurele ontwerpkenmerken van het Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building zijn als volgt: 1) Het geplande bouwgebied van het project heeft een seismische versterkende intensiteit van 8 graden (0,3G), behorende tot een seismische zone met hoge intensiteit, met hoge vereisten voor structurele seismische prestaties; 2) De gebouwgevel moet zo transparant mogelijk zijn en perifere afschuifwanden kunnen niet worden ingesteld.
Daarom wordt seismische isolatietechnologie overwogen en worden viskeuze dempers geïnstalleerd in de seismische isolatielaag om de seismische werking op de bovenste structuur te verminderen, ervoor te zorgen dat de bovenste structuur een goede seismische prestaties heeft en het ontwerpdoel te bereiken om de seismische intensiteit van de bovenste structuur in één graad te verminderen.
De seismische isolatielaag bevindt zich onder de plak van de kelderbodem en boven de bovenste plaat. Een totaal van 34 seismische isolatielagers (23 lood - kern rubberen lagers (LRB) en 11 natuurlijke rubberen lagers (LNR)) en 16 viskeuze dempers (VFD) zijn gerangschikt in de seismische isolatielaag. De lay -out wordt getoond in figuren 23 en 24.

[Figuur 23 Plan lay -out vanSeismische isolatielagers]

[Afbeelding 24 3 d schematisch diagram van hetSeismische isolatielaag]

3.1.3 Effecten van de combinatie van energiedissipatie en seismische isolatie
(1) periode
De vergelijking van de structurele perioden met en zonder seismische isolatie -apparaten wordt weergegeven in tabel 4. Het seismische isolatieschema verlengt de structurele periode ongeveer 2,5 keer door de seismische isolatielaag in te stellen, waardoor de seismische werking effectief wordt verminderd.

Tabel 4 Vergelijking van structurele perioden met en zonder seismische isolatie -apparaten
(2) seismische reductiecoëfficiënt
Na de berekening is de maximale seismische reductiecoëfficiënt van de verhaalschuifkracht onder de aardbeving van de fortificatie 0,34, en de maximale seismische reductiecoëfficiënt van het omverwerpingsmoment is 0,35. Beide zijn minder dan 0,38 (met dempers ingesteld) gespecificeerd in de "Code voor het seismische ontwerp van gebouwen" (GB 50011 - 2010) (editie 2016) [15] (kortweg de seismische ontwerpcode genoemd). Volgens de seismische ontwerpcode kan het ontwerp worden uitgevoerd met een vermindering van de seismische intensiteit met één graad.
(3) structurele energiedissipatie
De energiedissipatie van elk deel van de seismische isolatielaag onder de zeldzame aardbeving wordt getoond in figuur 25. De resultaten van de energietijd - geschiedenisanalyse onder de zeldzame aardbeving tonen aan dat de energiedissipatie van de seismische isolatielagers goed is voor 63%, de algehele energie -dissipatie van de gsm -dissipatie van de SEISM -letters van de SEISM -lagen Structuur, die de input van seismische energie in de bovenste structuur aanzienlijk vermindert.

[Figuur 25Energiedissipatieonder de zeldzame aardbeving]

3.2.1 Projectoverzicht
Het Xi'an Silk Road International Convention Center heeft een gebouwhoogte van 60m, 2 keldervloeren, 3 boven - gemalen vloeren en een totale bouwoppervlak van 207.000 m². Het architecturale uiterlijk wordt getoond in figuur 26.

[Figuur 26 Architectural Renderings of Xi'an Silk Road International Convention Center]
De bovenste structuur van de toren hanteert een gigantisch stalen frame structureel systeem. De gigantische kolommen zijn samengesteld uit 20 verticale ondersteuningscilinders, en de gigantische balken zijn samengesteld uit een 4m - hoog stalen truss -vloerplaat en een 4,5 m - hoog stalen truss dakplaat, zoals getoond in figuren 27 en 28.

[Figuur 27 Algemene structurele sectie]

[Figuur 28 verticale verkeerscilinders (20)]

3.2.2 GecombineerdSeismisch isolementSchema
De structurele ontwerpkenmerken van het Xi'an Silk Road International Convention Center zijn als volgt: 1) Het project bevindt zich in een seismische zone met hoge intensiteit van 8 graden (0,2 g), met hoge vereisten voor structurele seismische prestaties; 2) De structuur neemt een gigantisch stalen frame structureel systeem aan en het gebouw heeft veel grote - spanwijdte en grote - cantileverruimtes. Effectieve maatregelen zijn nodig om de seismische prestaties van het gigantische frame te waarborgen; 3) De structuur heeft een grote spanwijdte en zware vloerbelasting. De zwaartekrachtbelasting heeft een grote impact op de componentgrootte. Tegelijkertijd heeft de algehele structuur een zeer kleine hoogte - tot - breedte -verhouding (0,32), wat resulteert in een relatief grote horizontale stijfheid van de bovenste structuur.
Op basis van de bovenstaande projectkenmerken wordt een seismisch isolatieschema bovenaan de kolommen op de eerste keldervloer overgenomen. De seismische isolatielaag maakt gebruik van een combinatie van natuurlijke rubberen lagers + lood - kernrubberlagers + glijdende lagers + viskeuze dempers, het bereiken van het ontwerpdoel om de seismische intensiteit van de bovenste structuur met één graad te verminderen en de seismische werking op het gigantische frame sterk te verminderen.
Een totaal van 74 lood - kern rubberen lagers (LRB), 96 natuurlijke rubberen lagers (LNR), 356 elastische glijdende lagers (ESB/SB) en 32 viskeuze vloeistofdempers (VFD) zijn gerangschikt in de seismische isolatielaag. De specifieke lay -out wordt getoond in figuur 29.

[Afbeelding 29 Plan lay -out vanSeismische isolatielagers]

3.2.3 Effecten van de gecombineerde seismische isolatie
(1) periode
De vergelijking van de structurele perioden met en zonder seismische isolatie -apparaten wordt weergegeven in tabel 5. De periode van de seismische isolatiestructuur wordt verlengd door 3.7 - 4.2 tijden vergeleken met die van de niet -seismische isolatiestructuur, die gunstig is voor de structuur om weg te blijven van de site -karakteristieke periode en de seismische werking.

Tabel 5 Vergelijking van structurele perioden met en zonder seismische isolatie -apparaten
(2) seismische reductiecoëfficiënt
Na de berekening is de maximale seismische reductiecoëfficiënt van de verhaalschuifkracht onder de aardbeving van de fortificatie 0,35, en de maximale seismische reductiecoëfficiënt van het omverwerpingsmoment is 0,35. Beide zijn minder dan 0,38 (met dempers ingesteld) gespecificeerd in de seismische ontwerpcode. Volgens de seismische ontwerpcode kan het ontwerp worden uitgevoerd met een vermindering van de seismische intensiteit met één graad.
(3) structurele energiedissipatie
De energiedissipatie van elk deel van de seismische isolatielaag onder de zeldzame aardbeving wordt getoond in figuur 30. De resultaten van de energietijd - geschiedenisanalyse onder de zeldzame aardbeving tonen aan dat het grootste deel van de seismische energie -input voor de seismische isolatiestructuur wordt afgevoerd door de seismische isolatielagers en dempers. Onder hen is de energiedissipatie van de seismische isolatielagers goed voor 68%, de energiedissipatie van de dempers is goed voor 17%, en de totale energiedissipatie van de seismische isolatielaag is goed voor 85%van de algehele energiedissipatie van de structuur, het aanzienlijk vermindert van de seism -energie -input in de bovenste structuur.

[Figuur 30 Energiedissipatie onder de zeldzame aardbeving]

(1) Hoge -intensiteitseismische zones worden wijd verspreid in China en de verstedelijking van China ontwikkelt zich snel. Het is noodzakelijk om effectieve seismische maatregelen te nemen om de seismische prestaties en servicekwaliteit van gebouwen te verbeteren.
(2) Seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën zijn gerijpt en worden op grote schaal toegepast in bouwstructuren (zoals gebouwen met een hoge stijging en grote spanwijdbouwen), die de seismische werking effectief kunnen verminderen en de seismische prestaties van structuren kunnen verbeteren.
(3) From the two application cases of energy dissipation combination technologies and the two application cases of the combination of energy dissipation and seismic isolation technologies, it can be seen that, according to the project characteristics, rationally combining and applying energy dissipation and seismic isolation technologies can further improve the structural performance of buildings and achieve the eight - character architectural principle of "applicable, economic, green, and aesthetic". De gecombineerde toepassing van seismische isolatie- en energiedissipatietechnologieën zal zeker een trend worden in de ontwikkeling van seismisch ontwerp.

[1] Ding Jiemin, Wu Honglei. Ontwerpgids en technische toepassing van seismische isolatie- en energiedissipatie -bouwstructuren [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2018.
[2] Ding Jiemin, Wu Honglei. Engineeringontwerp en toepassing van viskeuze dempingtechnologie [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2017.
[3] Wu Honglei, Ding Jiemin, Liu Bo. Prestaties - gebaseerd ontwerp en toepassing van gecombineerde energiedissipatiestructuren voor superhigh -stijggebouwen [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (3): 14 - 24.
[4] Wang Shiyu, Wu Honglei, Wu Hao. Toepassing van hybride energiedissipatietechnologie in het versterkings- en renovatieproject van een enkel span -frame [J]. Bouwstructuur, 2020, 50 (s1): 405 - 410.
[5] Hiroaki Harada, Tatsumi Shinohara, Keita Sakakibara. Een onderzoek naar dynamisch gedrag van het gebouw van Nikken Sekkei Tokyo uitgerust met energiedissipatiesystemen wanneer hij wordt getroffen door de Great East Japan East Japan Aardbeving [C] // De procedure van de 15e Wereldconferentie over Earthquake Engineering. Lisboa, 2012.
[6] Shuichi Otaka, Masayuki Yamanaka, Shokichi Gokan, et al. Toranomon - Roppongi Area Project [C] // Proceedings of the 9th Global Conference of the Council on Tall Buildings and Urban Habitat. Shanghai, 2012.
[7] Ding Jiemin, Tu Yu, Wu Honglei, et al. Toepassingsonderzoek naar de gecombineerde technologie van seismische isolatie en energiedissipatie in seismische verrijkingsgebieden met hoge intensiteit [J]. Journal of Building Structures, 2019, 40 (2): 77 - 87.
[8] Zhang Zhengtao, Xia Changchun, Fan Rong, et al. Ontwerp van inter - verhaal seismische isolatie voor Suqian Suhao Ginza [J]. Building Structure, 2013, 43 (19): 54 - 59.
[9] Dai Shimazaki, Kentaro Nakagawa. Seismische isolatiesystemen met RC -kernwanden en geprefabriceerde betonnen perimeterframes [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2015, 4 (3): 181 - 189.
[10] Hisayoshi Kojimi, Sone, Tomohisa. Het structurele ontwerp van Tokyo Nihombashi Tower [J]. Structuur: Journal of Japan Structural Consultants Association, 2015, 48 (12): 50 - 51, 12.
[11] Ken Okada, Satoshi Yoshida. Structureel ontwerp van Nakanoshima Festival Tower [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2014, 3 (3): 173 - 183.
[12] Speciaal beoordelingsrapport over het seismische ontwerp van S2 van Kunming Dianchi Lake Convention and Exhibition Center [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2018.
[13] Speciaal beoordelingsrapport over het seismische ontwerp van het nieuw gebouwde project van het East Pavilion van het Shanghai Museum (groter dan de limiet van gebouwen met hoge stijging) [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[14] Speciaal analyserapport over het seismische isolatieontwerp van het Kashgar Rural Commercial Bank Headquarters Building [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Code voor seismisch ontwerp van gebouwen: gb 50011 - 2010 [s] . 2016 editie. Beijing: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Toepassingsonderzoek naar seismische isolatietechnologie in Xi'an Silk Road International Convention Center [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin is professor en doctoraatstoezichthouder aan de Tongji University, een National Master of Engineering Survey and Design, een National First -Klasse geregistreerde structurele ingenieur, een senior chartered structural ingenieur van de Institution of Structural Engineers (VK), en de adjunct -directeur van de redactieraad van de redactieraad van "bouwstructuur". Hij is momenteel de hoofdingenieur van Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Hij studeerde in 1990 af aan de afdeling Structural Engineering of Tongji University met een Doctor of Engineering Degree. Hij is al lang bezig geweest met het onderzoek en de ontwerpconsult van complexe structuren en heeft rijke onderzoeksresultaten behaald in complexe structuren zoals super - hoge stijgstructuren en grote spanstaalstructuren. Hij heeft de eerste - prijs gewonnen van het ministerie van Bouw Science and Technology Progress Award, de tweede - prijs van de National Science and Technology Progress Award, de Special - Prize of the Shanghai Science and Technology Progress Award, de eerste - prijs van het ministerie van Onderwijs Wetenschap en Technology Progress Award, en de Special - Prize of the Architectural Society of China Science and Technology Progress Award. Hij heeft ook deelgenomen aan de compilatie van nationale en Shanghai -ontwerpcodes zoals het "Code voor het seismische ontwerp van gebouwen" (GB 50011 - 2010) en de "Code voor het ontwerp van ruimtelijke structuren" (DG/TJ 08 - 52 - 2004). Hij heeft meer dan 100 engineeringprojecten voltooid, waaronder hoog- en superstijgingsgebouwen, grote stegen, grote spanstadions, conventie- en tentoonstellingscentra, grote schaaltheaters en hoog - snelheidsspeedstrijdtransporthubs, en heeft de eerste en tweede prijzen gewonnen van de National Excellent Engineering Survey Survey Enquête en de ontwerpindustrie Architectural Engineering Award, de Design Silver Award en de eerste en tweede en tweede en tweede prijzen van de National Excile -structuurontwerpprijs. In november 2017 ontving hij de Lifetime Honorary Membership Award van het Structural Engineers World Congress (SewC). In oktober 2018 won hij de gouden medaille van de Institution of Structural Engineers (Istructe) in het VK. In april 2019 won hij de Outstanding Contribution Award van de Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH).

Dit artikel werd gepubliceerd in het 17e nummer van "Building Structure" in 2021, getiteld "De ontwikkeling en toepassing van seismische isolatie- en energiedissipatietechnologie ". De auteurs zijn Ding Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu en Chen Changjia, en de eenheid is Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Bron: bouwstructuur

Nieuws van http://www.zjypxzx.com/c/{{2} ;/494488.shtml