Антисейсмические устройства и противовибрационные системы используются для изменения ответной сейсмической или в целом динамической реакции сооружения. Это может осуществляться при помощи сейсмо-изоляции, рассеивания энергии, или устройств для временного или постоянного жесткого соединения.
Такие устройства применяются в целях защиты зданий, мостовых сооружений и любого другого инженерного сооружения.
типы
Резинометаллические изоляторы серии SI состоят из чередующихся слоев стальных пластин и резины, скрепленных методом горячей вулканизации. Их поведение можно моделировать линейно за счет эквивалентной жесткости и коэффициента эквивалентного вязкого демпфирования. Данные изолирующие устройства изготавливаются из высокогасительной резины, то есть эластомерной смеси с коэффициентом эквивалентного вязкого демпфирования, равным 15% при 100% напряжением сдвига.
Маркировка
- SI – [тип смеси] [диаметр эластомера (мм)] / [толщина эластомерных слоев (мм)]
Резинометаллические изоляторы со свинцовым сердечником серии LRB представляют собой резинометаллические изоляторы с одним или более свинцовым сердечником. Упругость свинца позволяет достичь эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования порядка 30%. Поведение изолирующих устройства типа LRB является билинейным, соответственно при проектировании применяются нелинейные модели.
Маркировка
- LRB – [тип смеси] [диаметр эластомера (мм)] / [толщина эластомерных слоев (мм)] – [диаметр свинцового сердечника (мм)].
Изолирующие устройства со сферической поверхностью, т.е. изоляторы/слайдеры маятникового типа, используют силу тяжести для восстановления исходного положения; принцип работы соответствует принципу работы маятника. Демпфирование энергии происходит за счет трения. Параметры билинейного поведения зависят от радиуса кривизны и коэффициента трения. Слайдеры могут быть с одной (FIP) или с двумя главными сферическими поверхностями (FIP-D). Изоляторов с двумя сферическими поверхностями FIP-D более распространенное в связи с их меньшими габаритными размерами в плане.
Маркировка
- FIP – [тип трения] [условное число] / [суммарное смещение (мм)] (радиус кривизны (мм))
- FIP-D – [тип трения] [условное число] / [суммарное смещение (мм)] (радиус кривизны (мм))
Данные изолирующие устройства, представляют собой сочетание опорной части и демпферов в одном устройстве. Демпферы могут быть стальными гистерезисного типа и/или вязкими (вязкостные демпфирующие устройства), поэтому характеризуются высокой способностью демпфирования. Опорная часть может быть всесторонне или линейно подвижной. Изоляторы могут комплектоваться также шок-трансмиттерами или устройствами постоянного соединения с механическими предохранительными.
Вязкие демпферы типа OTP или OP — это поршневые демпфирующие устройства, в которых реакция силиконовой жидкости, проходящей по соответствующему гидравлическому контуру, способствует рассеиванию энергии. Типичная зависимость сила-скорость в демпферах - нелинейна, то есть F=Cvα, где F - сила, C - коэффициент демпфирования, v - скорость и α=0,15. Демпферы с другими значениями показателя α, также могут быть изготовлены компанией FIP.
Маркировка
- OTP [осевая нагрузка на SLC (тонны)] / [суммарное смещение (мм)].
- OP [осевая нагрузка на SLC (тонны)] / [суммарное смещение (мм)].
Вязко-пружинные демпферы ОVE OVE*— это поршневые демпфирующие устройства, у которых реактивная сила F зависит от скорости v и от смещения x, согласно закону F=F0+Kx+Cvα, где F0 - сила предварительной нагрузки, K - жесткость, C - коэффициент вязкости и α=0,15. Предварительная нагрузка может предотвратить смещения от горизонтальных эксплуатационных нагрузок.
Стальные гистерезисные демпферы используют упругую способность стальных элементов различных форм, разработанных для обеспечения многочисленных стабильных гистерезисных петель, с целью рассеивания энергии. В мостах используются главным образом элементы, имеющие форму полумесяца и штифта, а в зданиях применяются гистерезисные осевые демпферы с ограниченной деформацией (Buckling Restrained Axial Dampers - BRAD®) в качестве демпферных стяжек.
Шок-трансмиттеры обеспечивают очень жесткое соединение при динамическом воздействии, но их реакция к низкоскоростным перемещениям сооружения, например, температурные перемещения, ничтожна. Шок-трансмиттеры применяются в тех случаях, когда требуются различные поведение сооружения при эксплуатационных или при динамических (например сейсмических или ветровых) нагрузках .
Маркировка
- OT [осевая нагрузка на SLC (тонны)] / [суммарное перемещение (мм)].
Механические предохранительные крепления типа SR предотвращают движения между соединенными элементами сооружения, при приложении силы ниже предельного значения. При нагрузке, превышающей предельное значение, происходит разрыв предохранительного элемента и движения сооружения допускаются. Данные устройства блокируют антисейсмическую систему в эксплуатационных условиях, а позволяют ее работу во время проектного землетрясения.
Устройства из сплава с памятью формы типа SMAD® — это осевые устройства жесткого соединения, использующие суперэластичные свойства сплавов с памятью формы. Кривая зависимости нагруза/перемещение, характеризующаяся наличием одного или более «плато» (участков, на которых при большем смещении сила остается почти неизменной), позволяет устройствам SMAD® ограничить максимальную нагрузку, передаваемую на сооружение. Кроме того, они отличаются высокой способностью восстановления исходного положения.
Инерционные гасители колебаний, известные как инерционные гасители Tuned Mass Dampers (TMD), представляют собой систему в виде массы/пружины/демпфера, настроена на основную частоту самого сооружения так что, когда эта частота возбуждается, TMD будет резонировать не в фазе со движением сооружения. Таким образом устройство будет рассеивать энергию, энергия передается сооружением на инерционный гаситель TMD.
Эти демпферы обычно используются в упругих сооружениях, подверженных влиянию внешних воздействий с диапазоном частотных помех, который приводит в возбуждение основную частоту самого сооружения. Они применяются при строительстве пешеходных мостков, вантовых мостов, покрытий и трибун стадионов, дымовых труб, башен, небоскребов и пр.
ISOLART® — это линейка специальной продукции в области сейсмической изоляции, разработанной для защиты произведений искусства, но применяемой также для легких предметов: контейнеров, серверов, критического или очень чувствительного к ускорению оборудования и т. д.
Данные изделия подразделяются на следующие типы: ISOLART® PENDULUM, схожий с изоляторами - слайдерами со сферической поверхностью, и ISOLART® SMA основана на суперэластичных свойствах сплавов с памятью формы.
