Master Ding Jiemin: Pengembangan dan Penerapan Isolasi Seismik dan Teknologi Disipasi Energi

Cina memiliki distribusi luas daerah seismik dan bencana gempa bumi yang serius. Untuk struktur bangunan, struktur seismik terutama mencakup struktur kaku tradisional, struktur ulet, dan isolasi seismik dan struktur disipasi energi. Struktur kaku tradisional mengadopsi pendekatan "ketahanan keras", yang membutuhkan sejumlah besar bahan bangunan. Meskipun struktur ulet dapat mencapai tujuan desain keamanan struktural di bawah gempa bumi besar, masih ada masalah seperti kerusakan gempa bumi yang parah dan kesulitan dalam perbaikan. Isolasi seismik dan struktur disipasi energi telah bertahan dengan uji gempa bumi besar dan menunjukkan kinerja seismik yang baik. Saat ini, teknologi isolasi seismik dan disipasi energi di Cina terutama diterapkan secara individual, dan ada kekurangan inovasi dalam bentuk aplikasi. Jepang telah mulai mengadopsi isolasi seismik gabungan dan teknologi disipasi energi dan mencapai hasil seismik yang baik. Gabungan isolasi seismik dan teknologi disipasi energi termasuk teknologi kombinasi disipasi energi dan kombinasi disipasi energi dan teknologi isolasi seismik. Artikel ini pertama kali memperkenalkan aplikasi klasifikasi, pengembangan, dan rekayasa isolasi seismik dan teknologi disipasi energi. Kemudian, dikombinasikan dengan karakteristik empat contoh teknik khas yang dirancang oleh penulis, ia sangat memperkenalkan ide -ide desain, metode aplikasi, dan efek disipasi energi dari isolasi seismik gabungan dan teknologi disipasi energi. Dapat dilihat bahwa kombinasi rasional dari disipasi energi dan teknologi isolasi seismik dapat memberikan permainan penuh pada kapasitas disipasi energi isolasi seismik dan perangkat disipasi energi dan lebih meningkatkan kinerja seismik struktur bangunan.

Cina terletak di antara sabuk seismik gunung berapi Pasifik dan sabuk seismik Eurasia, dan merupakan salah satu negara dengan bencana gempa bumi paling serius di dunia. Kegiatan seismik di Cina terutama didistribusikan di 23 zona seismik di lima wilayah. Di antara mereka, area dengan intensitas 7 derajat (0,15g) dan di atas disebut zona seismik intensitas tinggi. Proporsi distribusi kota -kota besar di Cina di zona seismik intensitas tinggi adalah sekitar 31% (Gambar 1). Dapat dilihat bahwa pengembangan urbanisasi di Cina menghadapi pekerjaan fortifikasi seismik yang parah.

[Gambar 1 Proporsi kota -kota besar di Cina di zona intensitas yang berbeda]

Kota -kota representatif dari intensitas fortifikasi seismik yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 1. Dapat dilihat dari Tabel 1 bahwa zona seismik intensitas tinggi di Cina terutama terletak di wilayah barat daya, barat laut, dan pusat. Proyek yang terletak di area kelas 1 - 3 dan di zona derajat7 - dengan kondisi situs yang buruk (seperti Shanghai, di mana periode karakteristik dari situs TG=0.9 s) memiliki persyaratan standar yang tinggi untuk teknologi seismik.

Tabel 1 Klasifikasi tingkat resistensi seismik di Cina

Struktur seismik di Tiongkok terutama mencakup empat bentuk struktural: struktur seismik yang kaku, struktur seismik ulet, energi - penghancuran dan struktur pereduksi seismik, dan struktur isolasi seismik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

[Gambar 2 Sistem Struktur Seismik Utama di Cina]

Struktur seismik yang kaku mengadopsi pendekatan "ketahanan keras", dan meningkatkan kinerja seismik dengan memperkuat kekuatan dan kekakuan struktural, sehingga membutuhkan sejumlah besar bahan bangunan. Struktur seismik ulet mengadopsi konsep desain "kolom kuat, balok lemah, geser yang kuat, lentur lemah, dan sendi yang kuat, komponen lemah", sehingga struktur dapat mempertahankan keuletan tertentu di bawah aksi gempa bumi dan mencapai tujuan desain "tiga tingkat dan dua tahap". Struktur energi - penghilang dan seismik - pereduksi dan struktur isolasi seismik meningkatkan kinerja seismik dari struktur dengan mengatur energi - menghilang perangkat atau perangkat isolasi seismik dalam struktur utama untuk menghilangkan atau mengisolasi input energi seismik ke dalam struktur.

Perangkat Dissipating Energy yang umum digunakan termasuk peredam logam dan peredam kental, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Di antaranya, peredam logam termasuk dalam perpindahan - peredam terkait. Di bawah aksi berulang gempa bumi, mereka menghilangkan energi seismik melalui elastis - deformasi histeretik plastik yang dihasilkan ketika bahan logam menghasilkan, seperti peredam baja ringan dan kawat gigi yang tertahan. Peredam kental termasuk dalam dampers terkait Velocity. Di bawah aksi berulang gempa bumi, mereka menggunakan karakteristik redaman dari bahan kental mereka untuk menghilangkan energi seismik, seperti peredam kental batang dan dinding peredam kental.

[Gambar 3Energi - perangkat penghilang]

Perangkat isolasi seismik yang umum digunakan termasuk bantalan karet laminasi (Gambar 4 (a), (b)) dan bantalan geser (Gambar 4 (c), (d)). Keduanya memiliki kekakuan vertikal yang besar untuk menanggung berat besar struktur atas, dan kekakuan horizontal yang relatif kecil untuk mengisolasi input energi seismik ke dalam struktur.

[Gambar 4Seismic - Perangkat Isolasi]

Gabungan isolasi seismik dan teknologi disipasi energi adalah bentuk aplikasi inovatif dari isolasi seismik dan teknologi disipasi energi, terutama termasuk dua jenis: teknologi kombinasi disipasi energi dan kombinasi disipasi energi dan teknologi isolasi seismik.

Teknologi kombinasi disipasi energi adalah untuk menggabungkan secara rasional dan menerapkan berbagai energi - perangkat penghancur sesuai dengan karakteristik deformasi struktur dan persyaratan dari desain berdasarkan kinerja seismik dari struktur, memberikan permainan penuh pada energi - efek disipasi dari berbagai perangkat yang menghilang, mengurangi tindakan seismik, dan meningkatkan kinerja seismik dari struktur. Klasifikasinya ditunjukkan pada Gambar 5.

[Gambar 5 Diagram skematik dari klasifikasi gabungan yang umum digunakanEnergi - Teknologi Disipasi] 

ItuTeknologi Kombinasi Disipasi Energitelah diterapkan secara luas dalam banyak proyek besar dan mencapai hasil seismik yang baik. Misalnya, Pusat Pameran dan Pameran Danau Yunnan Dianchi, sebuah proyek penguatan dan renovasi di Tibet, gedung kantor pusat Nikken Sekei Tokyo, dan Men Tower di Sendai, Jepang. Gedung Kantor Pusat Nikken Sekkei Tokyo terletak di Sakurada - Bashi, Chiyoda - Ku, Tokyo, Jepang (Gambar 6). Ini adalah bingkai - bangunan struktur dengan ketinggian 60m, 1 lantai basement, 14 di atas - lantai tanah, dan total area konstruksi 20.581m². Bangunan ini mengadopsi energi gabungan - teknologi disipasi dinding peredam kental + kawat gigi yang tertahan. Perangkat energi - penghilang dan tata letaknya ditunjukkan pada Gambar 7 - 9. Dinding peredam kental berfungsi di bawah gempa bumi kecil dan sedang dan beban angin, sedangkan kawat gigi yang tertahan berfungsi di bawah gempa bumi sedang dan besar. Dengan mencampur dua jenis energi - perangkat penghilang, rasio redaman struktural di bawah gempa bumi sedang dapat mencapai dua kali lipat di bawah gempa bumi kecil. Ketika bangunan itu mengalami gempa bumi Jepang Timur yang hebat pada 11 Maret 2011, dinding peredam kental dan kawat gigi yang tertahan secara efektif memainkan energi mereka - disipasi dan pereduksi seismik, dan struktur utama bangunan tetap utuh. Menara Sen di Sendai, Jepang memiliki ketinggian bangunan total 206,69m dan mengadopsi energi gabungan - teknologi disipasi dinding peredam kental + peredam gesekan. Dinding peredam kental berfungsi di bawah gempa bumi kecil dan utama, sedangkan peredam gesekan hanya berfungsi di bawah gempa bumi besar.

[GAMBAR 6 Nikken Sekkei Tokyo Pusat Kantor]

[Gambar 7 peredam cairan kental]

[Gambar 8 Tekuk - Penahan Terkendali]

[Gambar 9 Tata Letak Energi - Perangkat tersebar di gedung pusat Nikken Sekkei Tokyo]

Kombinasi disipasi energi dan teknologi isolasi seismik berarti bahwa berdasarkan mengadopsi teknologi isolasi seismik untuk struktur, perangkat yang menghilang energi diatur di dalam atau di luar lapisan isolasi seismik untuk lebih mengurangi tindakan seismik dan meningkatkan kinerja seismik dari struktur. Klasifikasinya ditunjukkan pada Gambar 10.

[Gambar 10 Diagram skematik dari klasifikasi isolasi seismik gabungan yang umum digunakan dan teknologi disipasi energi]

Kombinasi disipasi energi dan teknologi isolasi seismik lebih banyak diterapkan. Suhao Ginza di Suqian, Jiangsu adalah bangunan bingkai - geser - bangunan struktur dinding dengan ketinggian 80m, 2 lantai basement, 20 di atas - lantai tanah, dan total area konstruksi 67.000 m². Rendering arsitekturnya ditunjukkan pada Gambar 11. Bangunan ini mengadopsi skema isolasi seismik gabungan dan disipasi energi dari isolasi seismik inter -story + dalam - disipasi energi cerita (peredam kental). Bantalan karet alam, bantalan karet inti, dan peredam kental dipasang di lapisan isolasi seismik. The location of the seismic isolation layer is shown in Figure 12. After mixing the application of energy - dissipating and seismic - isolation devices, the structural natural vibration period is extended from 1.64s to 3.74s, the seismic reduction coefficient in the X - direction reaches 0.35, and that in the Y - direction reaches 0.36, achieving the design goal of reducing the seismic intensity by one degree, with a good seismic - pengurangan efek.

[Gambar 11 Rendering Arsitektur Suhao Ginza di Suqian, Jiangsu]

[Gambar 12 Diagram skematik dari lokasi lapisan isolasi seismik di Suhao Ginza di Suqian, Jiangsu]

Selain itu, gedung kantor pusat Tokyo Kiyomizu di Jepang mengadopsi skema desain isolasi dasar + dalam - disipasi energi cerita (peredam kental); Bangunan Nihonbashi di Tokyo mengadopsi skema desain isolasi seismik inter -story + disipasi energi dalam struktur yang lebih rendah (dinding peredam kental); dan gedung ruang konser Osaka Nakanoshima di Jepang mengadopsi skema desain isolasi seismik inter -story + disipasi energi di struktur atas (peredam kental), yang semuanya telah mencapai energi yang baik - efek disipasi.

Bagian ini memilih dua kasus kombinasi energi - disipasi yang dirancang oleh penulis. Dikombinasikan dengan karakteristik proyek, ini secara singkat memperkenalkan ide -ide desain dan metode dari struktur disipasi energi gabungan, dan membuat analisis komparatif dari kapasitas energi - disipasi dan efek pereduksi seismik dari struktur dengan dan tanpa energi - perangkat pembuangan energi, untuk referensi desainer rekayasa.

2.1.1 Tinjauan Proyek
S2 dari Pusat Konvensi dan Pameran Danau Dianchi Yunnan memiliki ketinggian bangunan 250m dan total area konstruksi 130.000 m². Penampilan arsitekturnya ditunjukkan pada Gambar 13.

[Gambar 13 Rendering Arsitektur S2 dari Pusat Konvensi dan Pameran Danau Yunnan Dianchi]
S2 dari Pusat Konvensi dan Pameran Danau Yunnan Dianchi mengadopsi sistem struktur baja yang diperkuat - bingkai beton yang diperkuat + dinding inti beton + rangka sabuk. Gulungan sabuk diatur pada lantai 22, 33, dan ke -42, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.

[Gambar 14 Diagram skematis dari sistem struktural S2 dari Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center]

2.1.2Skema Pengurangan Energi - Dissipasi dan Seismik
"Peraturan tentang mempromosikan isolasi seismik dan proyek pembangunan disipasi energi di provinsi Yunnan" (dekrit tidak ada . 202 dari pemerintah provinsi Yunnan) mensyaratkan bahwa "Kunci - yang dibentengi dan secara khusus - Teknologi yang dibentengi dengan satu deger di atas atau di atas atau disisisi yang harus diadopsi di atas atau di atasnya di atas atau di atas berbagai deger di atas atau di atas. "Ketika energi - desain disipasi diadopsi, kinerja seismik bangunan harus ditingkatkan secara signifikan, dan rasio perpindahan horizontal energi - menghilang dengan struktur yang tidak ada energi di bawah aksi gempa bumi yang jarang harus kurang dari 0,75".
S2 dari Pusat Konvensi dan Pameran Danau Yunnan Dianchi terletak di zona seismik intensitas tinggi 8 derajat (0,2g) dan harus mengadopsi energi - menghilang dan seismik - mengurangi teknologi untuk meningkatkan kinerja seismik struktur. Untuk mencapai 25% seismik - pengurangan efek di bawah gempa bumi besar, empat jenis energi - menghilang dan seismik - perangkat pereduksi secara inovatif diadopsi: outrigger peredam kental, dinding damper -damper yang tidak ditentukan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15. Lantai 33; Dinding viskos - damper disusun pada lantai 26 - 40; Energi logam - Balok kopling menghilang disusun dalam arah x - pada tanggal 26 - 40 dari lantai dan di arah y - pada lantai 6 - 19 dan 31 - 40 lantai; Kawat gigi tekuk - ditahan diatur pada lantai 22, 33, dan ke -42.

[Gambar 15 Diagram skematik dari struktur energi - Perangkat penghilang di S2 dari Konvensi Danau dan Pameran Danau Yunnan Dianchi]

2.1.3 seismik - pengurangan efek
Jumlah perangkat yang menghilang dalam energi dalam proyek dan kondisi disipasi energinya ditunjukkan pada Tabel 2. Di antaranya, outrigger peredam kental dan dinding kental - damper menghilangkan energi di bawah gempa bumi kecil, sedang, dan besar; Energi logam - Balok kopling yang menghilang dan kawat gigi yang tertahan hanya memberikan kekakuan di bawah gempa bumi kecil dan memasuki tahap hasil dan energi - penghilang di bawah gempa bumi sedang dan besar, memastikan kinerja seismik dari struktur di bawah gempa bumi sedang dan besar. Dengan meningkatnya intensitas seismik, balok kopling baja dan kawat gigi yang ditahan secara bertahap berpartisipasi dalam disipasi energi (Gambar 16), dan rasio redaman tambahan dari struktur meningkat, secara efektif memastikan kinerja seismik struktur.

Tabel 2Energi - Kondisi Disipasi Energi - Perangkat Dissipasi

[Gambar 16 Energi - Kondisi disipasi S2 dari Yunnan Dianchi Lake Convention and Exhibition Center dalam kondisi gempa bumi yang berbeda]

2.2.1 Tinjauan Proyek
Paviliun timur Museum Shanghai memiliki ketinggian bangunan 45m, 2 lantai ruang bawah tanah, 6 di atas - lantai tanah, dan total area konstruksi 104.000 m². Ukuran bidang adalah 105m × 182m. Penampilan arsitekturnya ditunjukkan pada Gambar 17.

[Gambar 17 Rendering Arsitektur Paviliun Timur Museum Shanghai]
Berdasarkan karakteristik bangunan museum, pada tahap awal, sistem struktural yang kaku "kolom beton yang diperkuat baja + balok baja + kawat gigi baja" diusulkan untuk memenuhi tata letak arsitektur yang fleksibel. Tata letak bidang struktural yang khas ditunjukkan pada Gambar 18.

[Gambar 18 Tata letak bidang struktural khas dari skema struktur kaku]

2.2.2 Energi - Menghilang dan seismik - Skema pereduksi

Proyek ini memiliki karakteristik berikut:

1) Paviliun Timur Museum Shanghai adalah museum skala ekstra - besar dengan masa pakai desain 100 tahun, dan aksi seismik perlu diperkuat oleh {1.3 - 1.4 kali;

2) peninggalan budaya yang dikumpulkan di museum sangat berharga, dan langkah -langkah yang efektif harus diambil untuk melindungi koleksi dari kerusakan selama gempa bumi;

3) Museum ini memiliki ruang internal yang kaya, dengan banyak kolom - ruang besar - spasi dalam struktur, beberapa kolom yang menembus secara vertikal, dan ruang span besar dan rangka cantilever besar di sudut -sudut.
Untuk memastikan bahwa struktur memiliki kinerja seismik yang baik di bawah aksi gempa bumi, teknologi disipasi energi - dianggap diperkenalkan untuk membentuk energi gabungan - menghilang sistem struktural "baja - kolom beton bertulang + balok baja + dinding viskos - dinding peredam + kawat gigi yang ditahan". Dinding kental - damper menghilangkan energi di bawah gempa bumi kecil, sedang, dan besar, menghilangkan energi seismik dan mengurangi aksi seismik pada struktur utama; Kawat gigi tekuk yang ditahan memberikan kekakuan di bawah gempa bumi kecil dan sedang untuk memenuhi persyaratan kekakuan lateral struktur dan hasil untuk menghilangkan energi di bawah gempa bumi besar. Melalui gabungan penggunaan dinding kental - peredam dan kawat gigi yang tertahan, struktur memiliki kekakuan keseluruhan yang cukup dan energi yang baik - mekanisme disipasi. Tata letak bidang struktural yang khas dari energi - penghilang dan seismik - skema pereduksi ditunjukkan pada Gambar 19.

[Gambar 19 Tata letak bidang struktural khas dariENERGI - SCHEME DISSIPASI DAN SEISMIK - REDUCING]
Atas dasar sistem struktural yang kaku, skema pereduksi energi - menghilang dan seismik - menggantikan kawat gigi baja lateral - tahan dengan kawat gigi yang tertahan dan, dikombinasikan dengan desain fungsi arsitektur, menambahkan dinding peredam dalam posisi yang sesuai.

2.2.3 seismik - efek pereduksi
Tabel 3 menunjukkan hasil analisis komparatif dari struktur seismik dan energi - menghilang dan seismik - pereduksi struktur. Dibandingkan dengan sistem struktural seismik "kolom beton yang diperkuat baja + balok baja

(1) gaya geser dasar
Setelah memasang dinding redaman kental dan kawat gigi yang terkendali, gaya geser dasar berkurang sekitar 20%.
(2) periode dan rasio redaman
Periode disipasi energi dan skema reduksi seismik meningkat sampai batas tertentu dibandingkan dengan skema kaku. Sementara itu, rasio redaman struktur di bawah gempa bumi yang sering meningkat dari 4% menjadi 6,3%.
(3) disipasi energi struktural
Kapasitas disipasi energi struktural dari disipasi energi dan skema reduksi seismik secara signifikan ditingkatkan. Selain itu, disipasi energi dari perangkat reduksi seismik menyumbang sekitar setengah di bawah gempa bumi besar, yang secara efektif dapat mengurangi kerusakan komponen struktural. Gambar 20 menunjukkan disipasi energi struktural di bawah gempa bumi kecil, sedang dan besar.

△ Gambar 20 Disipasi Energi Paviliun Timur Museum Shanghai di bawah berbagai kondisi seismik

Dua kasus kombinasi disipasi energi dan isolasi seismik yang dirancang oleh penulis dipilih. Dikombinasikan dengan karakteristik proyek, ide -ide desain dari isolasi seismik gabungan dan struktur disipasi energi diperkenalkan secara singkat, dan periode getaran alami, efisiensi reduksi seismik, dan kapasitas disipasi energi dari struktur dengan dan tanpa isolasi seismik dan perangkat disipasi energi dibandingkan dan dianalisis untuk referensi perancang teknik.

3.1.1 Tinjauan Proyek
Fase pertama - fase gedung markas Bank Komersial Pedesaan Kashgar memiliki ketinggian bangunan 86 m, 1 lantai basement, 19 di atas - lantai tanah, dan total area konstruksi 35.000 m². Podium dan menara utama dipisahkan oleh sambungan. Penampilan arsitekturnya ditunjukkan pada Gambar 21. Menara utama proyek mengadopsi bingkai beton bertulang - sistem struktural tabung inti, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22.

[GAMBAR 21 Rendering Arsitektural Bangunan Markas Bank Komersial Pedesaan Kashgar]

[Gambar 22 Sistem Struktural Bangunan Markas Bank Komersial Pedesaan Kashgar]

3.1.2 Skema KombinasiDisipasi energi dan isolasi seismik
Fitur desain struktural dari gedung markas Bank Komersial Pedesaan Kashgar adalah sebagai berikut: 1) Area konstruksi yang direncanakan dari proyek ini memiliki intensitas fortifikasi seismik 8 derajat (0,3g), milik zona seismik intensitas tinggi, dengan persyaratan tinggi untuk kinerja seismik struktural; 2) Fasad bangunan harus transparan mungkin, dan dinding geser perifer tidak dapat diatur.
Oleh karena itu, teknologi isolasi seismik dipertimbangkan, dan peredam kental dipasang di lapisan isolasi seismik untuk mengurangi aksi seismik pada struktur atas, memastikan bahwa struktur atas memiliki kinerja seismik yang baik, dan mencapai tujuan desain untuk mengurangi intensitas seismik dari struktur atas dengan satu derajat.
Lapisan isolasi seismik terletak di bawah lempengan lantai basement dan di atas slab atas fondasi. Sebanyak 34 bantalan isolasi seismik (23 bantalan karet inti (LRB) dan 11 bantalan karet alam (LNR)) dan 16 peredam kental (VFD) diatur dalam lapisan isolasi seismik. Tata letak ditunjukkan pada Gambar 23 dan 24.

[Gambar 23 Rencana Tata LetakBantalan isolasi seismik]

[Gambar 24 3 D Diagram skematis dariLapisan isolasi seismik]

3.1.3 Efek dari kombinasi disipasi energi dan isolasi seismik
(1) periode
Perbandingan periode struktural dengan dan tanpa perangkat isolasi seismik ditunjukkan pada Tabel 4. Skema isolasi seismik memperluas periode struktural sekitar 2,5 kali dengan menetapkan lapisan isolasi seismik, sehingga secara efektif mengurangi tindakan seismik.

Tabel 4 Perbandingan periode struktural dengan dan tanpa perangkat isolasi seismik
(2) Koefisien reduksi seismik
Setelah perhitungan, koefisien reduksi seismik maksimum dari gaya geser cerita di bawah gempa benteng adalah 0,34, dan koefisien reduksi seismik maksimum dari momen terbalik cerita adalah 0,35. Keduanya kurang dari 0,38 (dengan set damper) yang ditentukan dalam "kode untuk desain bangunan seismik" (GB 50011 - 2010) (edisi 2016) [15] (disebut sebagai kode desain seismik singkatnya). Menurut kode desain seismik, desain dapat dilakukan dengan pengurangan satu derajat dalam intensitas seismik.
(3) disipasi energi struktural
Disipasi energi dari masing -masing bagian dari lapisan isolasi seismik di bawah gempa bumi langka ditunjukkan pada Gambar 25. Hasil analisis waktu energi - analisis sejarah di bawah gempa bumi langka menunjukkan bahwa disipasi energi dari seismik bantalan isolasi seismik menyumbang 63%, disipasi energi dari peredam menghitung%untuk 9%, dan total disipasi energi seismik seutasi seismik Secara PERUBAHAN PERUBAHAN UNTUK 9%, dan total disipasi energi seismik seismik seismik Secara Seismik. Mengurangi input energi seismik ke dalam struktur atas.

[Gambar 25Disipasi energidi bawah gempa bumi yang jarang]

3.2.1 Tinjauan Proyek
Pusat Konvensi Internasional Silk Road Xi'an memiliki ketinggian bangunan 60m, 2 lantai ruang bawah tanah, 3 di atas - lantai tanah, dan total area konstruksi 207.000 m². Penampilan arsitekturnya ditunjukkan pada Gambar 26.

[Gambar 26 Rendering Arsitektur Pusat Konvensi Internasional Xi'an Silk Road]]
Struktur atas menara mengadopsi sistem struktur bingkai baja raksasa. Kolom raksasa terdiri dari 20 silinder pendukung vertikal, dan balok raksasa terdiri dari lempengan lantai rangka baja tinggi 4m dan pelat atap rangka baja 4,5m, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 27 dan 28.

[Gambar 27 Bagian Struktural Keseluruhan]

[Gambar 28 Silinder lalu lintas vertikal (20)]

3.2.2 digabungkanIsolasi seismikSkema
Fitur desain struktural dari Xi'an Silk Road International Convention Center adalah sebagai berikut: 1) Proyek ini terletak di zona seismik intensitas tinggi 8 derajat (0,2g), dengan persyaratan tinggi untuk kinerja seismik struktural; 2) Struktur mengadopsi sistem struktur bingkai baja raksasa, dan bangunan memiliki banyak ruang besar dan ruang kantilever besar. Langkah -langkah yang efektif diperlukan untuk memastikan kinerja seismik dari kerangka raksasa; 3) Struktur memiliki rentang besar dan beban lantai yang berat. Beban gravitasi memiliki dampak besar pada ukuran komponen. Pada saat yang sama, struktur keseluruhan memiliki rasio tinggi - terhadap - lebar yang sangat kecil (0,32), menghasilkan kekakuan horizontal yang relatif besar dari struktur atas.
Berdasarkan karakteristik proyek di atas, skema isolasi seismik di bagian atas kolom di lantai basement pertama diadopsi. Lapisan isolasi seismik menggunakan kombinasi bantalan karet alam + timbal - bantalan karet inti + bantalan geser + peredam kental, mencapai tujuan desain untuk mengurangi intensitas seismik dari struktur atas dengan satu derajat dan sangat mengurangi aksi seismik pada bingkai raksasa.
Total 74 bantalan karet inti (LRB), 96 bantalan karet alam (LNR), 356 bantalan geser elastis (ESB/SB), dan 32 peredam fluida kental (VFD) diatur pada lapisan isolasi seismik. Tata letak spesifik ditunjukkan pada Gambar 29.

[Gambar 29 Rencana Tata LetakBantalan isolasi seismik]

3.2.3 Efek dari isolasi seismik gabungan
(1) periode
Perbandingan periode struktural dengan dan tanpa perangkat isolasi seismik ditunjukkan pada Tabel 5. Periode struktur isolasi seismik diperluas dengan {3.7 - 4.2 kali dibandingkan dengan struktur isolasi non -seismik, yang bermanfaat bagi struktur untuk menjauh dari periode karakteristik situs dan mengurangi tindakan seismik.

Tabel 5 Perbandingan periode struktural dengan dan tanpa perangkat isolasi seismik
(2) Koefisien reduksi seismik
Setelah perhitungan, koefisien reduksi seismik maksimum dari gaya geser cerita di bawah gempa benteng adalah 0,35, dan koefisien reduksi seismik maksimum dari momen terbalik cerita adalah 0,35. Keduanya kurang dari 0,38 (dengan set damper) yang ditentukan dalam kode desain seismik. Menurut kode desain seismik, desain dapat dilakukan dengan pengurangan satu derajat dalam intensitas seismik.
(3) disipasi energi struktural
Disipasi energi dari setiap bagian dari lapisan isolasi seismik di bawah gempa bumi langka ditunjukkan pada Gambar 30. Hasil analisis waktu energi - analisis sejarah di bawah gempa bumi langka menunjukkan bahwa sebagian besar input energi seismik ke struktur isolasi seismik dihilangkan oleh bantalan isolasi seismik dan peredam. Di antara mereka, disipasi energi dari bantalan isolasi seismik menyumbang 68%, disipasi energi dari damper menyumbang 17%, dan total disipasi energi dari lapisan isolasi seismik menyumbang 85%dari disipasi energi keseluruhan struktur, sangat mengurangi input energi seismik ke dalam struktur atas.

[Gambar 30 Disipasi Energi di bawah gempa langka]

(1) Zona seismik intensitas tinggi didistribusikan secara luas di Cina, dan urbanisasi Cina berkembang dengan cepat. Penting untuk mengadopsi langkah -langkah seismik yang efektif untuk meningkatkan kinerja seismik dan kualitas layanan bangunan.
(2) Isolasi seismik dan teknologi disipasi energi telah matang dan banyak diterapkan dalam struktur bangunan (seperti bangunan bertingkat tinggi dan bangunan besar - span), yang secara efektif dapat mengurangi aksi seismik dan meningkatkan kinerja seismik struktur.
(3) Dari dua kasus aplikasi teknologi kombinasi disipasi energi dan dua kasus aplikasi kombinasi disipasi energi dan teknologi isolasi seismik, dapat dilihat bahwa, sesuai dengan karakteristik proyek, secara rasional menggabungkan dan menerapkan disipasi energi dan pindai -karakter yang dapat ditingkatkan, "secara ekonomi dapat meningkatkan kinerja struktural dari bangunan dan mencapai delapan - karakter. Aplikasi gabungan dari isolasi seismik dan teknologi disipasi energi pasti akan menjadi tren dalam pengembangan desain seismik.

[1] Ding Jiemin, Wu Honglei. Panduan Desain dan Aplikasi Rekayasa Isolasi Seismik dan Struktur Bangunan Disipasi Energi [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2018.
[2] Ding Jiemin, Wu Honglei. Desain teknik dan aplikasi teknologi redaman kental [M]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2017.
[3] Wu Honglei, Ding Jiemin, Liu Bo. Desain Berbasis Kinerja dan Penerapan Struktur Disipasi Energi Gabungan untuk Bangunan Super High -Rise [J]. Journal of Building Struktur, 2020, 41 (3): 14 - 24.
[4] Wang Shiyu, Wu Honglei, Wu Hao. Penerapan teknologi disipasi energi hibrida dalam proyek penguatan dan renovasi dari bingkai rentang tunggal [j]. Struktur Bangunan, 2020, 50 (S1): 405 - 410.
[5] Hiroaki Harada, Tatsumi Shinohara, Keita Sakakibara. Sebuah studi tentang perilaku dinamis gedung Nikken Sekei Tokyo yang dilengkapi dengan sistem disipasi energi ketika diserang oleh gempa bumi besar Jepang Great East [c] // Prosiding Konferensi Dunia ke -15 tentang Rekayasa Gempa Bumi. Lisboa, 2012.
[6] Shuichi Otaka, Masayuki Yamanaka, Shokichi Gokan, dkk. Toranomon - Proyek Area Roppongi [c] // Prosiding Konferensi Global ke -9 Dewan tentang gedung -gedung tinggi dan habitat perkotaan. Shanghai, 2012.
[7] Ding Jiemin, Tu Yu, Wu Honglei, dkk. Penelitian aplikasi pada teknologi gabungan isolasi seismik dan disipasi energi di bidang fortifikasi seismik intensitas tinggi [J]. Jurnal Struktur Bangunan, 2019, 40 (2): 77 - 87.
[8] Zhang Zhengtao, Xia Changchun, Fan Rong, dkk. Desain Inter - Story Seismic Isolation untuk Suqian Suhao Ginza [J]. Struktur Bangunan, 2013, 43 (19): 54 - 59.
[9] Dai Shimazaki, Kentaro Nakagawa. Sistem isolasi seismik yang menggabungkan dengan dinding inti RC dan kerangka perimeter beton pracetak [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2015, 4 (3): 181 - 189.
[10] Hisayoshi Kojimi, Sone, Tomohisa. Desain Struktural Menara Tokyo Nihombashi [J]. Struktur: Asosiasi Konsultan Struktural Journal Jepang, 2015, 48 (12): 50 - 51, 12.
[11] Ken Okada, Satoshi Yoshida. Desain Struktural Menara Festival Nakanoshima [J]. International Journal of High - Rise Buildings, 2014, 3 (3): 173 - 183.
[12] Laporan Tinjauan Khusus tentang Desain Seismik S2 Konming Dianchi Lake Convention and Exhibition Center [R]. Shanghai: Desain Arsitektur Tongji (Group) Co., Ltd., 2018.
[13] Laporan Tinjauan Khusus tentang Desain Seismik dari Proyek Paviliun Timur yang baru dibangun dari Museum Shanghai (melebihi batas bangunan tinggi) [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[14] Laporan Analisis Khusus tentang Desain Isolasi Seismik dari Gedung Markas Bank Komersial Pedesaan Kashgar [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Kode untuk Desain Bangunan Seismik: GB 50011 - 2010 [S] . 2016 edisi. Beijing: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Penelitian Aplikasi tentang Teknologi Isolasi Seismik di Pusat Konvensi Internasional Silk Road Xi'an [J]. Journal of Building Struktur, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin adalah seorang profesor dan pengawas doktoral di Tongji University, seorang master nasional Survei dan Desain Teknik, seorang insinyur struktural terdaftar kelas satu nasional, seorang insinyur struktural senior dari lembaga insinyur struktural (Inggris), dan wakil direktur dewan editorial "struktur bangunan". Dia saat ini adalah Chief Engineer of Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Dia lulus dari Departemen Teknik Struktural Universitas Tongji pada tahun 1990 dengan gelar Doktor Teknik. Dia telah lama terlibat dalam konsultasi penelitian dan desain tentang struktur yang kompleks dan telah mencapai hasil penelitian yang kaya dalam struktur kompleks seperti struktur super - tinggi dan struktur baja span besar. Ia telah memenangkan hadiah pertama dari Penghargaan Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Kementerian Konstruksi, Penghargaan Sains dan Penghargaan Kemajuan Sains dan Teknologi Nasional, Hadiah Khusus Penghargaan Kemajuan Sains dan Teknologi Shanghai, Hadiah Pertama dari Penghargaan Kemajuan Sains dan Teknologi Kemajuan Sains dan Penghargaan Khusus untuk Penghargaan Kemajuan Sains dan Teknologi Tiongkok. Dia juga telah berpartisipasi dalam kompilasi kode desain nasional dan Shanghai seperti "kode untuk desain bangunan seismik" (GB 50011 - 2010) dan "kode untuk desain struktur spasial" (dg/tj 08 - 52 - 2004). Dia telah menyelesaikan lebih dari 100 proyek teknik, termasuk bangunan tinggi dan super - tinggi, stadion besar - rentang, pusat konvensi dan pameran, teater skala besar, dan pusat transportasi kereta api berkecepatan tinggi, dan telah memenangkan penghargaan pembangunan desain nasional yang sangat baik dan kedua dari Nasional. Pada bulan November 2017, ia dianugerahi Penghargaan Keanggotaan Kehormatan Seumur Hidup oleh Kongres Dunia Insinyur Struktural (SEWC). Pada Oktober 2018, ia memenangkan medali emas dari Institution of Struktural Engineers (Istrode) di Inggris. Pada bulan April 2019, ia memenangkan Penghargaan Kontribusi Luar Biasa Dewan Gedung Tinggi dan Urban Habitat (CTBUH).

Artikel ini diterbitkan dalam edisi ke -17 "Struktur Bangunan" pada tahun 2021, berjudul "Pengembangan dan penerapan isolasi seismik dan teknologi disipasi energi ". Para penulis adalah Ding Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu, dan Chen Changjia, dan unitnya adalah Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Sumber: Struktur Bangunan

Berita dari http://www.zjypxzx.com/c/{ {2