Mestre Ding Jiemin: O desenvolvimento e aplicação da tecnologia de isolamento sísmico e dissipação de energia

A China tem uma ampla distribuição de regiões sísmicas e sérios desastres de terremotos. Para estruturas de construção, as estruturas sísmicas incluem principalmente estruturas rígidas tradicionais, estruturas dúcteis e estruturas de isolamento sísmico e dissipação de energia. A estrutura rígida tradicional adota a abordagem de "resistência dura", que requer uma grande quantidade de materiais de construção. Embora a estrutura dúctil possa atingir o objetivo de projeto de segurança estrutural sob os principais terremotos, ainda existem problemas como danos graves pós -terremotos e dificuldade em reparos. As estruturas de isolamento sísmico e dissipação de energia resistiram ao teste dos principais terremotos e mostraram um bom desempenho sísmico. Atualmente, as tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia na China são aplicadas principalmente individualmente, e há uma falta de inovação nos formulários de inscrição. O Japão começou a adotar tecnologias combinadas de isolamento sísmico e dissipação de energia e alcançou bons resultados sísmicos. As tecnologias combinadas de isolamento sísmico e dissipação de energia incluem tecnologia de combinação de dissipação de energia e a combinação de dissipação de energia e tecnologia de isolamento sísmico. Este artigo apresenta primeiro brevemente a aplicação de classificação, desenvolvimento e engenharia das tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia. Em seguida, combinado com as características de quatro exemplos típicos de engenharia projetados pelo autor, introduz profundamente as idéias de design, métodos de aplicação e efeitos de dissipação de energia do isolamento sísmico combinado e tecnologias de dissipação de energia. Pode -se observar que a combinação racional de dissipação de energia e tecnologias de isolamento sísmico pode dar um jogo completo à capacidade de dissipação de energia dos dispositivos de isolamento sísmico e dissipação de energia e melhorar ainda mais o desempenho sísmico das estruturas de construção.

A China está localizada entre o cinturão sísmico vulcânico do Pacífico e o cinturão sísmico da Eurásia, e é um dos países com os desastres de terremotos mais graves do mundo. As atividades sísmicas na China são distribuídas principalmente em 23 zonas sísmicas em cinco regiões. Entre eles, áreas com intensidade de 7 graus (0,15g) e acima são chamadas de zonas sísmicas de alta intensidade. A proporção de distribuição das principais cidades da China em zonas sísmicas de alta intensidade é de cerca de 31% (Figura 1). Pode -se observar que o desenvolvimento da urbanização na China enfrenta um trabalho grave de fortificação sísmica.

[Figura 1 Proporção das principais cidades da China em diferentes zonas de intensidade]

As cidades representativas de diferentes intensidades de fortificação sísmica são mostradas na Tabela 1. Pode ser visto na Tabela 1 que as zonas sísmicas de alta intensidade na China estão localizadas principalmente nas regiões sudoeste, noroeste e central. Os projetos localizados em áreas de graus 1 - 3 e em 7 - zonas de graus com condições ruins do local (como Shanghai, onde o período característico do site tg=0.9 s) têm requisitos altos - padrão para tecnologias sísmicas.

Tabela 1 Classificação dos níveis de resistência sísmica na China

As estruturas sísmicas na China incluem principalmente quatro formas estruturais: estruturas sísmicas rígidas, estruturas sísmicas dúcteis, estruturas de isolamento e dissipação de energia e sísmica - e estruturas de isolamento sísmicas, como mostrado na Figura 2.

[Figura 2 Principais sistemas de estrutura sísmica na China]

A estrutura sísmica rígida adota a abordagem de "resistência dura" e melhora o desempenho sísmico, fortalecendo a força e a rigidez estruturais, por isso requer uma grande quantidade de materiais de construção. A estrutura sísmica dúctil adota o conceito de design de "colunas fortes, vigas fracas, cisalhamento forte, flexão fraca e articulações fortes, componentes fracos", para que a estrutura possa manter uma certa ductilidade sob a ação de um terremoto e atingir os objetivos de design de "três níveis e dois estágios". As estruturas de energia - dissipação e sísmica - e estruturas de isolamento sísmicas - melhoram o desempenho sísmico da estrutura, definindo dispositivos de dissipação de energia - dissipação ou sísmico - isolamento na estrutura principal para dissipar ou isolar a entrada de energia sísmica na estrutura.

Os dispositivos de dissipação de energia comumente usados incluem amortecedores de metal e amortecedores viscosos, como mostrado na Figura 3. Entre eles, os amortecedores de metal pertencem a amortecedores relacionados ao deslocamento. Sob a ação repetida de um terremoto, eles dissipam a energia sísmica através da deformação elástica -plástica histerética gerada quando o material metálico produz, como amortecedores leves - aço e aparelho de flambagem. Os amortecedores viscosos pertencem a amortecedores relacionados à velocidade. Sob a ação repetida de um terremoto, eles usam as características de amortecimento de seus materiais viscosos para dissipar a energia sísmica, como amortecedores viscosos do tipo haste e paredes de amortecedor viscoso.

[Figura 3Energia - dispositivos de dissipação]

Os dispositivos sísmicos sísmicos comumente usados incluem rolamentos de borracha laminados (Figura 4 (a), (b)) e rolamentos deslizantes (Figura 4 (c), (d)). Ambos têm grande rigidez vertical para suportar o enorme peso da estrutura superior e rigidez horizontal relativamente pequena para isolar a entrada de energia sísmica na estrutura.

[Figura 4Sísmicos - Dispositivos de Isolamento]

A tecnologia combinada de isolamento sísmico e dissipação de energia é uma forma de aplicação inovadora de tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia, incluindo principalmente dois tipos: tecnologia de combinação de dissipação de energia e a combinação de dissipação de energia e tecnologia de isolamento sísmico.

A tecnologia de combinação de dissipação de energia é combinar e aplicar vários dispositivos de dissipação de energia de acordo com as características de deformação da estrutura e os requisitos do design baseado em desempenho sísmico da estrutura, dê um jogo completo ao efeitos de dissipação de energia de vários dispositivos dissipadores, reduz a ação sísmica e melhoram o desempenho seísmo da estrutura. Sua classificação é mostrada na Figura 5.

[Figura 5 Diagrama esquemático da classificação de combinado comumente usadoEnergia - Tecnologias de dissipação] 

OTecnologia de combinação de dissipação de energiafoi amplamente aplicado em muitos projetos importantes e alcançou bons resultados sísmicos. Por exemplo, o Centro de Convenções e Exposições do Lago Yunnan Dianchi, um projeto de reforço e renovação no Tibete, o prédio da sede de Nikken Sekkei Tóquio e a Sen Tower em Sendai, Japão. O prédio da sede Nikken Sekkei Tóquio está localizado em Sakurada - Bashi, Chiyoda - Ku, Tóquio, Japão (Figura 6). É uma estrutura de estrutura com uma altura de 60m, 1 piso do porão, 14 acima - pisos do solo e uma área de construção total de 20.581m². O edifício adota uma tecnologia combinada - de dissipação de paredes do amortecedor viscoso + flambagem - aparelho restrito. Os dispositivos de dissipação de energia e seus layouts são mostrados nas figuras 7 - 9. As paredes do amortecedor viscosas funcionam sob terremotos menores e moderados e cargas de vento, enquanto os aparelhos restritos da flambagem funcionam sob terremotos moderados e maiores. Ao misturar os dois tipos de dispositivos de dissipação de energia, a taxa de amortecimento estrutural em terremotos moderados pode atingir o dobro do que em pequenos terremotos. Quando o edifício experimentou o terremoto do Great East Japan em 11 de março de 2011, as paredes do amortecedor e flambagem viscosa - aparecem efetivamente sua energia - dissipação e papéis sísmicos - e a principal estrutura do edifício permaneceu intacta. A Torre do Sen em Sendai, o Japão, tem uma altura total de 206,69m e adota uma tecnologia combinada - de dissipação de paredes de amortecedor viscoso + amortecedores de atrito. As paredes viscosas do amortecedor funcionam sob terremotos menores e maiores, enquanto os amortecedores de atrito funcionam apenas sob os principais terremotos.

[Figura 6 Nikken Sekkei Tokyo Sede de prédio da sede]

[Figura 7 amortecedor de líquido viscoso]

[Figura 8 flambagem - cinta restrita]

[Figura 9 Layout of Energy - Disipating Disposition no Nikken Sekkei Tokyo Sede do prédio da sede]

A combinação de dissipação de energia e tecnologia de isolamento sísmico significa que, com base na adoção da tecnologia de isolamento sísmico para a estrutura, os dispositivos de dissipação de energia são organizados dentro ou fora da camada de isolamento sísmico para reduzir ainda mais a ação sísmica e melhorar o desempenho sísmico da estrutura. Sua classificação é mostrada na Figura 10.

[Figura 10 Diagrama esquemático da classificação de tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia comumente usadas]

A combinação de dissipação de energia e tecnologia de isolamento sísmico é aplicada mais amplamente. A Ginza Suhao em Suqian, Jiangsu, é um edifício da estrutura de parede de cisalhamento com uma altura de 80m, 2 pisos no porão, 20 acima - pisos do solo e uma área de construção total de 67.000 m². Suas representações arquitetônicas são mostradas na Figura 11. O edifício adota um esquema combinado de isolamento sísmico e dissipação de energia do isolamento sísmico da história + na - Dissipação de energia da história (amortecedores viscosos). Rolamentos de borracha natural, rolamentos de borracha de chumbo e amortecedores viscosos são instalados na camada de isolamento sísmico. A localização da camada de isolamento sísmico é mostrada na Figura 12. Após a mistura de dispositivos de isolamento de energia - dissipando e sísmicos -, o período de vibração natural estrutural é estendido de 1,64s a 3,74s, o que o coeficiente de redução sísmica atinge a direção x - o que atinge a direção y -sísmica. Efeito sísmico - redução.

[Figura 11 Renderizações arquitetônicas de Suhao Ginza em Suqian, Jiangsu]

[Figura 12 Diagrama esquemático da localização da camada de isolamento sísmico em Suhao Ginza em Suqian, Jiangsu]

Além disso, o prédio da sede de Tóquio Kiyomizu, no Japão, adota um esquema de design de isolamento da base + in - Story Energy Dissipation (amortecedores viscosos); O edifício Nihonbashi, em Tóquio, adota um esquema de design de isolamento sísmico entre histórias + dissipação de energia na estrutura inferior (paredes do amortecedor viscoso); E o edifício Osaka Nakanoshima Concert Hall, no Japão, adota um esquema de design de isolamento sísmico entre histórias + dissipação de energia na estrutura superior (amortecedores viscosos), todos os quais alcançaram boa energia - efeitos de dissipação.

Esta seção seleciona dois casos de combinação de dissipação de energia projetados pelo autor. Combinada com as características do projeto, apresenta brevemente as idéias e métodos de design das estruturas combinadas de dissipação de energia e faz uma análise comparativa da capacidade de dissipação de energia e efeitos sísmicos - reduzindo as estruturas com e sem energia - dissipação de dispositivos, para a referência dos designers de engenharia.

2.1.1 Visão geral do projeto
O S2 do Centro de Convenções e Exposições de Yunnan Dianchi Lake tem uma altura de construção de 250m e uma área de construção total de 130.000 m². Sua aparência arquitetônica é mostrada na Figura 13.

[Figura 13 Renderizações arquitetônicas de S2 do centro de Convenção e Exposição do lago Yunnan Dianchi]
O S2 do Centro de Convenções e Exposições do Lago Yunnan Dianchi adota um sistema estrutural de quadros de concreto armado + paredes de núcleo de concreto + treliças de correia. As treliças da correia estão dispostas nos 22º, 33º e 42º andares, como mostra a Figura 14.

[Figura 14 Diagrama esquemático do sistema estrutural de S2 do centro de convenções e convenções do lago Yunnan Dianchi]]

2.1.2Energia - dissipação e sísmico - Reduzir o esquema
The "Regulations on Promoting Seismic Isolation and Energy Dissipation Building Projects in Yunnan Province" (Decree No. 202 of the Yunnan Provincial People's Government) requires that "key - fortified and specially - fortified building projects with a single - building area of more than 1,000m² in areas with a seismic fortification intensity of 8 degrees or above should adopt seismic isolation and energy dissipation As tecnologias ", e" Quando o projeto de dissipação de energia é adotado, o desempenho sísmico do edifício deve ser significativamente melhorado, e a proporção do deslocamento horizontal da estrutura de dissipação de energia e a estrutura não -dissipadora de energia sob ação rara de terremoto deve ser menor que 0,75 ".
O S2 do Centro de Convenções e Exposições do Lago Yunnan Dianchi está localizado em uma zona sísmica de alta intensidade de 8 graus (0,2g) e deve adotar a energia - dissipação e sísmica - reduzindo as tecnologias para melhorar o desempenho sísmico da estrutura. A fim de obter um efeito sísmico de 25% - reduzindo os principais terremotos, os quatro tipos de dispositivos de energia - dissipando e sísmicos - são adotados de forma inovadora: Viscous - Damper os estabilizadores, viscosos - paredes de amortecedores, que são mostrados em energia de 22, como os devassados e os fividos, como mostrados, como o mais, o alvo de alvo e o alvo de alvo e o fascinante é mostrado na figura 15. pisos; As paredes viscosas - amortecedas são organizadas no dia 26 - 40 os andares; Os feixes de acoplamento de energia metálica - dissipação são dispostos na direção x - no dia 26 - 40 os andares e na direção y - no sexto - 19 th pis e 31st - 40 Th Ploors; A flambagem - aparelho restrito é organizado nos 22º, 33º e 42º andares.

[Figura 15 Diagrama esquemático da estrutura dos dispositivos de dissipação de energia em S2 do centro de convenções e convenções do lago Yunnan Dianchi]]

2.1.3 Sísmico - Redução do efeito
O número de dispositivos de dissipação de energia no projeto e suas condições de dissipação de energia são mostradas na Tabela 2. Entre eles, os viscosos - diminuem os estabilizadores e as paredes mais amortecedoras - dissipam a energia sob terremotos menores, moderados e maiores; Os vigas de acoplamento e flambagem de energia de energia metálica - dissipação e flambagem fornecem apenas rigidez sob pequenos terremotos e entram no estágio de rendimento e energia - dissipando -se em terremotos moderados e maiores, garantindo o desempenho sísmico da estrutura em terremotos moderados e maiores. À medida que a intensidade sísmica aumenta, os feixes de acoplamento de aço e os aparelhos de flambagem - restritos participam gradualmente da dissipação de energia (Figura 16), e a taxa de amortecimento adicional da estrutura aumenta, garantindo efetivamente o desempenho sísmico da estrutura.

Tabela 2Energia - Condições de dissipação de energia - Dispositantes de dispositivos

[Figura 16 Energia - Condições de dissipação de S2 do Centro de Convenções e Exposições do Lago Yunnan Dianchi em diferentes condições de terremoto]

2.2.1 Visão geral do projeto
O Pavilhão Oriental do Museu de Xangai tem uma altura de construção de 45m, 2 pisos no porão, 6 acima - pisos do solo e uma área de construção total de 104.000 m². O tamanho do plano é de 105m × 182m. Sua aparência arquitetônica é mostrada na Figura 17.

[Figura 17 Renderizações arquitetônicas do Pavilhão Oriental do Museu de Xangai]
Com base nas características do edifício do museu, no estágio preliminar, foi proposto um sistema estrutural rígido de "colunas de concreto armado de aço + vigas de aço + aparelhos de aço" para atender ao layout arquitetônico flexível. O layout típico do plano estrutural é mostrado na Figura 18.

[Figura 18 Layout típico do plano estrutural do esquema de estrutura rígido]

2.2.2 Energia - dissipação e sísmico - Esquema de redução

O projeto tem as seguintes características:

1) O Pavilhão Oriental do Museu de Xangai é um museu extra - grande - com uma vida útil de serviço de design de 100 anos, e a ação sísmica precisa ser amplificada por 1.3 - 1.4 vezes;

2) as relíquias culturais coletadas no museu são preciosas, e medidas eficazes devem ser tomadas para proteger as coleções contra danos durante um terremoto;

3) O museu tem um rico espaço interno, com muitas colunas livres - espaços grandes - na estrutura, poucos colunas penetrantes verticalmente, e grandes espaços de extensão e treliças grandes - cantilever nos cantos.
Para garantir que a estrutura tenha um bom desempenho sísmico sob a ação de um terremoto, a tecnologia de dissipação de energia é considerada introduzida para formar um sistema estrutural de energia combinada - dissipando as colunas de concreto de aço - feixes de aço + feixes de aço + paredes viscosos - barbecas de fivinhamento - restrito ". As paredes viscosas - do amortecedor dissipam a energia sob terremotos menores, moderados e maiores, dissipando a energia sísmica e reduzindo a ação sísmica na estrutura principal; A flambagem - os aparelhos restritos fornecem rigidez sob terremotos menores e moderados para atender aos requisitos de rigidez lateral da estrutura e rendimento para dissipar a energia sob os principais terremotos. Através do uso combinado de paredes viscosas - amortecedores e flambagem - aparelhos restritos, a estrutura possui rigidez geral suficiente e um mecanismo de dissipação de boa energia. O layout do plano estrutural típico do esquema de energia - dissipação e sísmica - é mostrado na Figura 19.

[Figura 19 Layout de plano estrutural típico doEnergia - dissipação e sísmico - esquema de redução]
Com base no sistema estrutural rígido, o esquema de energia - dissipação e sísmica - substitui os aparelhos de aço resistente a laterais por aparelhos de flambagem - e, combinados com o design da função arquitetônica, adiciona paredes viscosas - amortecedores em posições apropriadas.

2.2.3 Efeito Sísmico - Redução
A Tabela 3 mostra os resultados da análise comparativa da estrutura sísmica e da estrutura - dissipação e sísmica - reduzindo a estrutura. Comparado com o sistema estrutural sísmico de "colunas de concreto armado de aço + feixes de aço

(1) Força de cisalhamento base
Após a instalação de paredes de amortecimento viscoso e aparelhos restritos a flambagem, a força de cisalhamento base é reduzida em aproximadamente 20%.
(2) Taxa de período e amortecimento
O período do esquema de dissipação de energia e redução sísmica é aumentado até certo ponto em comparação com o do esquema rígido. Enquanto isso, a taxa de amortecimento da estrutura em terremotos frequentes aumenta de 4% para 6,3%.
(3) dissipação de energia estrutural
A capacidade de dissipação de energia estrutural do esquema de dissipação de energia e redução sísmica é significativamente aprimorada. Além disso, a dissipação de energia dos dispositivos de redução sísmica representa cerca de metade sob os principais terremotos, o que pode efetivamente reduzir os danos dos componentes estruturais. A Figura 20 mostra a dissipação de energia estrutural sob terremotos menores, moderados e maiores.

△ Figura 20 Dissipação energética do Pavilhão Oriental do Museu de Xangai sob várias condições sísmicas

Dois casos da combinação de dissipação de energia e isolamento sísmico projetados pelo autor são selecionados. Combinados com as características do projeto, as idéias de design das estruturas combinadas de isolamento sísmico e dissipação de energia são brevemente introduzidas, e os períodos de vibração natural, eficiências de redução sísmica e capacidades de dissipação de energia das estruturas com e sem isolamento sísmico e dispositivos de dissipação de energia são comparados e analisados para os designers de engenharia.

3.1.1 Visão geral do projeto
A primeira fase do prédio da sede do Banco Comercial Rural de Kashgar tem uma altura de construção de86 m, 1 piso do porão, 19 acima - pisos do solo e uma área de construção total de 35.000 m². O pódio e a torre principal são separados por uma articulação. Sua aparência arquitetônica é mostrada na Figura 21. A torre principal do projeto adota um sistema estrutural de estrutura de concreto armado - tubo de núcleo, como mostra a Figura 22.

[Figura 21 Renderizações arquitetônicas do edifício da sede do Banco Comercial Rural de Kashgar]

[Figura 22 Sistema estrutural do edifício Kashgar Rural Commercial Bank sede do banco comercial]

3.1.2 Esquema de combinação deDissipação de energia e isolamento sísmico
As características do projeto estrutural do prédio da sede do Banco Comercial Rural de Kashgar são as seguintes: 1) A área de construção planejada do projeto tem uma intensidade de fortificação sísmica de 8 graus (0,3g), pertencente a uma zona sísmica de alta intensidade, com altos requisitos para desempenho sísmico estrutural; 2) É necessário que a fachada do edifício seja o mais transparente possível, e as paredes de cisalhamento periféricas não podem ser definidas.
Portanto, a tecnologia de isolamento sísmico é considerado e os amortecedores viscosos são instalados na camada de isolamento sísmico para reduzir a ação sísmica na estrutura superior, garantir que a estrutura superior tenha um bom desempenho sísmico e atinja o objetivo do projeto de reduzir a intensidade sísmica da estrutura superior em um grau.
A camada de isolamento sísmico está localizada abaixo da laje do piso do porão e acima da laje superior da fundação. Um total de 34 rolamentos de isolamento sísmico (23 rolamentos de borracha de chumbo (LRB) e 11 rolamentos de borracha natural (LNR)) e 16 amortecedores viscosos (VFD) estão dispostos na camada de isolamento sísmico. O layout é mostrado nas Figuras 23 e 24.

[Figura 23 Layout do plano deRolamentos de isolamento sísmico]

[Figura 24 3 D diagrama esquemático doCamada de isolamento sísmico]

3.1.3 Efeitos da combinação de dissipação de energia e isolamento sísmico
(1) período
A comparação dos períodos estruturais com e sem dispositivos de isolamento sísmico é mostrada na Tabela 4. O esquema de isolamento sísmico estende o período estrutural em cerca de 2,5 vezes, definindo a camada de isolamento sísmico, reduzindo efetivamente a ação sísmica.

Tabela 4 Comparação de períodos estruturais com e sem dispositivos de isolamento sísmico
(2) coeficiente de redução sísmica
Após o cálculo, o coeficiente de redução sísmica máxima da força de cisalhamento da história sob o terremoto de fortificação é de 0,34, e o coeficiente de redução sísmica máxima do momento de reversão da história é de 0,35. Ambos são inferiores a 0,38 (com o conjunto de amortecedores) especificado no "código para design sísmico de edifícios" (GB 50011 - 2010) (edição de 2016) [15] (referido como o código de design sísmico para abreviação). De acordo com o código de design sísmico, o design pode ser realizado com uma redução de um -grau na intensidade sísmica.
(3) dissipação de energia estrutural
The energy dissipation of each part of the seismic isolation layer under the rare earthquake is shown in Figure 25. The results of the energy time - history analysis under the rare earthquake show that the energy dissipation of the seismic isolation bearings accounts for 63%, the energy dissipation of the dampers accounts for 9%, and the total energy dissipation of the seismic isolation layer accounts for 72% of the overall energy dissipation of the estrutura, reduzindo bastante a entrada de energia sísmica na estrutura superior.

[Figura 25Dissipação de energiaSob o raro terremoto]

3.2.1 Visão geral do projeto
O Centro de Convenções Internacional da Xi'an Silk Road possui uma altura de construção de 60m, 2 pisos no porão, 3 acima - pisos do solo e uma área de construção total de 207.000 m². Sua aparência arquitetônica é mostrada na Figura 26.

[Figura 26 Renderizações arquitetônicas do Centro Internacional de Convenções da Silk Road Xi'an]
A estrutura superior da torre adota um sistema estrutural de estrutura de aço gigante. As colunas gigantes são compostas por 20 cilindros de suporte vertical, e as vigas gigantes são compostas de uma laje de piso de treliça de 4m de aço de 4m e uma laje de teto de treliça de aço de 4,5m -, como mostrado nas Figuras 27 e 28.

[Figura 27 Seção estrutural geral]

[Figura 28 Cilindros de tráfego vertical (20)]]

3.2.2 CombinadoIsolamento sísmicoEsquema
As características do projeto estrutural do Centro Internacional de Convenções da Xi'an Silk Road são as seguintes: 1) O projeto está localizado em uma zona sísmica de alta intensidade de 8 graus (0,2g), com altos requisitos para desempenho sísmico estrutural; 2) A estrutura adota um sistema estrutural de estrutura de aço gigante, e o edifício tem muitos espaços grandes e grandes - grandes - cantilever. Medidas eficazes são necessárias para garantir o desempenho sísmico do quadro gigante; 3) A estrutura tem uma grande extensão e carga pesada. A carga de gravidade tem um grande impacto no tamanho do componente. Ao mesmo tempo, a estrutura geral tem uma taxa de altura muito pequena e largura (0,32), resultando em uma rigidez horizontal relativamente grande da estrutura superior.
Com base nas características do projeto acima, é adotado um esquema de isolamento sísmico no topo das colunas no primeiro piso do porão. A camada de isolamento sísmico usa uma combinação de rolamentos de borracha natural + chumbo - rolamentos de borracha central + rolamentos deslizantes + amortecedores viscosos, atingindo a meta de design de reduzir a intensidade sísmica da estrutura superior em um grau e reduzir bastante a ação sísmica na estrutura gigante.
Um total de 74 rolamentos de borracha de chumbo (LRB), 96 rolamentos de borracha natural (LNR), 356 rolamentos de deslizamento elástico (ESB/SB) e 32 amortecedores de fluidos viscosos (VFD) estão dispostos na camada de isolamento sísmico. O layout específico é mostrado na Figura 29.

[Figura 29 Layout do plano deRolamentos de isolamento sísmico]

3.2.3 Efeitos do isolamento sísmico combinado
(1) período
A comparação dos períodos estruturais com e sem dispositivos de isolamento sísmico é mostrada na Tabela 5. O período da estrutura de isolamento sísmico é estendido por 3.7 - 4.2 vezes em comparação com o da estrutura de isolamento não sísmica, que é benéfica para a estrutura para ficar longe do período característico do local e reduzir a ação seísmica.

Tabela 5 Comparação de períodos estruturais com e sem dispositivos de isolamento sísmico
(2) coeficiente de redução sísmica
Após o cálculo, o coeficiente de redução sísmica máxima da força de cisalhamento da história sob o terremoto de fortificação é de 0,35, e o coeficiente de redução sísmica máxima do momento de capotagem da história é de 0,35. Ambos são inferiores a 0,38 (com o conjunto de amortecedores) especificado no código de design sísmico. De acordo com o código de design sísmico, o design pode ser realizado com uma redução de um -grau na intensidade sísmica.
(3) dissipação de energia estrutural
A dissipação energética de cada parte da camada de isolamento sísmico sob o raro terremoto é mostrado na Figura 30. Os resultados do tempo de energia - análise de história sob o terremoto raro mostram que a maior parte da entrada de energia sísmica na estrutura de isolamento sísmico é dissipada pelos rolamentos de isolação sísmica e amortecedores. Entre eles, a dissipação energética dos rolamentos de isolamento sísmico é responsável por 68%, a dissipação energética dos amortecedores é responsável por 17%, e a dissipação total de energia da camada de isolamento sísmica é responsável por 85%da dissipação energética geral da estrutura, reduzindo bastante a energia sísmica da estrutura superior.

[Figura 30 Dissipação de Energia sob o Raro Terremoto]

(1) As zonas sísmicas de alta intensidade são amplamente distribuídas na China, e a urbanização da China está se desenvolvendo rapidamente. É necessário adotar medidas sísmicas eficazes para melhorar o desempenho sísmico e a qualidade do serviço dos edifícios.
(2) As tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia amadureceram e são amplamente aplicadas em estruturas de construção (como edifícios de alta subida e edifícios grandes - span), o que pode efetivamente reduzir a ação sísmica e melhorar o desempenho sísmico das estruturas.
(3) A partir dos dois casos de aplicação de tecnologias de combinação de dissipação de energia e dos dois casos de aplicação da combinação de dissipação de energia e tecnologias de isolamento sísmico, pode -se ver que, de acordo com as características do projeto, combinando e aplicando a dissipação de energia e a isolação sísmica, melhor, as tecnologias de isolamento econômico, e alcancem o setor de oito e o oito - o oito características de uma arquitetura de isolamento sísmico pode melhorar o desempenho estrutural e o alcance da arquitetura de oito - e o oito características e o itens de isolamento sísmico. A aplicação combinada de tecnologias de isolamento sísmico e dissipação de energia certamente se tornará uma tendência no desenvolvimento do design sísmico.

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[13] Relatório de revisão especial sobre o design sísmico do projeto recém -construído do Pavilhão Oriental do Museu de Xangai (excedendo o limite de edifícios de alta subida) [r]. Xangai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[14] Relatório de análise especial sobre o projeto de isolamento sísmico do edifício da sede do Banco Comercial Rural de Kashgar [r]. Xangai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Código para design sísmico de edifícios: GB 50011 - 2010 [s] . 2016 edição. Pequim: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Pesquisa de aplicação sobre tecnologia de isolamento sísmico no Xi'an Silk Road International Convention Center [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin é professor e supervisor de doutorado da Universidade Tongji, um mestre nacional de engenharia e design, um engenheiro estrutural nacional de primeira classe registrado, um engenheiro estrutural sênior da Instituição de Engenheiros Estruturais (Reino Unido) e o vice -diretor do conselho editorial da "estrutura de construção". Atualmente, ele é o engenheiro -chefe da Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Ele se formou no Departamento de Engenharia Estrutural da Universidade Tongji em 1990 com um diploma de Doutor em Engenharia. Ele se envolve há muito tempo na consulta de pesquisa e design de estruturas complexas e alcançou resultados ricos em pesquisas em estruturas complexas, como estruturas super - alta - ascensão e grandes estruturas de aço. Ele ganhou o primeiro prêmio do Prêmio de Progresso do Ministério da Construção e Tecnologia, o Segundo - Prêmio do Prêmio Nacional de Progresso em Ciência e Tecnologia, o prêmio especial do Prêmio de Progresso de Ciência e Tecnologia de Xangai, o primeiro prêmio do Prêmio de Progresso Ciência e Tecnologia do Ministério da Educação e do Prêmio de Progresso Especial da Sociedade Architectural da China e do Progresso Tecnológico. Ele também participou da compilação de códigos de design nacional e de Xangai, como o "Código para o design sísmico dos edifícios" (GB 50011 - 2010) e o "código para o design de estruturas espaciais" (dg/tj 08 - 52 - 2004). He has completed more than 100 engineering projects, including high - rise and super - high - rise buildings, large - span stadiums, convention and exhibition centers, large - scale theaters, and high - speed railway transportation hubs, and has won the first and second prizes of the National Excellent Engineering Survey and Design Industry Architectural Engineering Award, the Design Silver Award, and the first and second prizes of the National Excellent Building Structure Design Award. Em novembro de 2017, ele recebeu o Lifetime Honorary Membership Award pelo Congresso Mundial de Engenheiros Estruturais (SEWC). Em outubro de 2018, ele ganhou a Medalha de Ouro da Instituição de Engenheiros Estruturais (ISTRUCTE) no Reino Unido. Em abril de 2019, ele ganhou o prêmio de contribuição em circulação do Conselho sobre edifícios altos e habitat urbano (CTBUH).

Este artigo foi publicado na 17ª edição de "Building Structure" em 2021, intitulado "O desenvolvimento e aplicação da tecnologia de isolamento sísmico e dissipação de energia ". Os autores são Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu e Chen Changjia, e a unidade é Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Fonte: estrutura de construção

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