Master Ding Jiemin: El desarrollo y la aplicación del aislamiento sísmico y la tecnología de disipación de energía

China tiene una amplia distribución de regiones sísmicas y desastres graves de terremotos. Para las estructuras del edificio, las estructuras sísmicas incluyen principalmente estructuras rígidas tradicionales, estructuras dúctiles y aislamiento sísmico y estructuras de disipación de energía. La estructura rígida tradicional adopta el enfoque de "resistencia dura", que requiere una gran cantidad de materiales de construcción. Aunque la estructura dúctil puede lograr el objetivo de diseño de la seguridad estructural bajo terremotos importantes, todavía hay problemas como el daño severo después del terremoto y dificultad en la reparación. Las estructuras de aislamiento sísmico y disipación de energía han resistido la prueba de terremotos importantes y han mostrado un buen rendimiento sísmico. En la actualidad, el aislamiento sísmico y las tecnologías de disipación de energía en China se aplican principalmente individualmente, y hay una falta de innovación en los formularios de solicitud. Japón ha comenzado a adoptar tecnologías combinadas de aislamiento sísmico y disipación de energía y logró buenos resultados sísmicos. El aislamiento sísmico combinado y las tecnologías de disipación de energía incluyen tecnología de combinación de disipación de energía y la combinación de la disipación de energía y la tecnología de aislamiento sísmico. Este artículo presenta primero brevemente la clasificación, el desarrollo y la aplicación de ingeniería de tecnologías de aislamiento sísmico y disipación de energía. Luego, combinado con las características de cuatro ejemplos de ingeniería típicos diseñados por el autor, introduce profundamente las ideas de diseño, los métodos de aplicación y los efectos de disipación de energía de las tecnologías combinadas de aislamiento sísmico y disipación de energía. Se puede ver que la combinación racional de la disipación de energía y las tecnologías de aislamiento sísmico pueden dar juego completo a la capacidad de disipación de energía del aislamiento sísmico y los dispositivos de disipación de energía y mejorar aún más el rendimiento sísmico de las estructuras de edificios.

China se encuentra entre el cinturón sísmico volcánico del Pacífico y el cinturón sísmico euroasiático, y es uno de los países con los desastres de terremotos más graves del mundo. Las actividades sísmicas en China se distribuyen principalmente en 23 zonas sísmicas en cinco regiones. Entre ellas, las áreas con una intensidad de 7 grados (0.15 g) y arriba se denominan zonas sísmicas de alta intensidad. La proporción de distribución de las principales ciudades en China en zonas sísmicas de alta intensidad es de aproximadamente el 31% (Figura 1). Se puede ver que el desarrollo de la urbanización en China enfrenta graves trabajos de fortificación sísmica.

[Figura 1 Proporción de ciudades principales en China en zonas de diferentes intensidad]

Las ciudades representativas de diferentes intensidades de fortificación sísmica se muestran en la Tabla 1. Se puede ver en la Tabla 1 que las zonas sísmicas de alta intensidad en China se encuentran principalmente en las regiones suroeste, noroeste y central. Proyectos ubicados en áreas de grados 1 - 3 y en 7 - zonas de grado con malas condiciones del sitio (como Shanghai, donde el período característico del sitio tg=0.9 s) tiene requisitos de alta - estándar para tecnologías sísmicas.

Tabla 1 Clasificación de los niveles de resistencia sísmica en China

Las estructuras sísmicas en China incluyen principalmente cuatro formas estructurales: estructuras sísmicas rígidas, estructuras sísmicas dúctiles, estructuras de energía y reducción sísmica y sísmica y estructuras de aislamiento sísmico, como se muestra en la Figura 2.

[Figura 2 Sistemas de estructura sísmica principales en China]

La estructura sísmica rígida adopta el enfoque de "resistencia dura" y mejora el rendimiento sísmico al fortalecer la resistencia estructural y la rigidez, por lo que requiere una gran cantidad de materiales de construcción. La estructura sísmica dúctil adopta el concepto de diseño de "columnas fuertes, vigas débiles, cizallamiento fuerte, flexión débil y articulaciones fuertes, componentes débiles", para que la estructura pueda mantener una cierta ductilidad bajo la acción de un terremoto y lograr los objetivos de diseño de "tres niveles y dos etapas". Las estructuras de la energía, disipación y sísmica - reductora y las estructuras de aislamiento sísmico mejoran el rendimiento sísmico de la estructura estableciendo dispositivos de energía - disipación o dispositivos de aislamiento sísmico en la estructura principal para disipar o aislar la entrada de energía sísmica en la estructura.

Los dispositivos de disipación de energía comúnmente utilizada incluyen amortiguadores de metal y amortiguadores viscosos, como se muestra en la Figura 3. Entre ellos, los amortiguadores de metal pertenecen a amortiguadores relacionados con el desplazamiento. Bajo la acción repetida de un terremoto, disipan la energía sísmica a través de la deformación histerética elástica y plástica generada cuando el material metálico produce, como los amortiguadores de acero suaves y los frenillos restringidos. Los amortiguadores viscosos pertenecen a los amortiguadores relacionados con la velocidad. Bajo la acción repetida de un terremoto, usan las características de amortiguación de sus materiales viscosos para disipar la energía sísmica, como los amortiguadores viscosos tipo varilla y las paredes del amortiguador viscoso.

[Figura 3Energía - Dispositivos de disipación]

Los dispositivos de aislamiento sísmico de uso común incluyen rodamientos de goma laminados (Figura 4 (a), (b)) y cojinetes deslizantes (Figura 4 (c), (d)). Ambos tienen una gran rigidez vertical para soportar el enorme peso de la estructura superior y la rigidez horizontal relativamente pequeña para aislar la entrada de energía sísmica en la estructura.

[Figura 4Sísmico - Dispositivos de aislamiento]

El aislamiento sísmico combinado y la tecnología de disipación de energía es una forma de aplicación innovadora de tecnologías de aislamiento sísmico y disipación de energía, principalmente que incluye dos tipos: tecnología de combinación de disipación de energía y la combinación de la disipación de energía y la tecnología de aislamiento sísmico.

La tecnología de combinación de disipación de energía es combinar y aplicar racionalmente múltiples dispositivos de disipación de energía de acuerdo con las características de deformación de la estructura y los requisitos del diseño basado en el rendimiento sísmico de la estructura, dar juego completo a los efectos de energía -disipación de diversos dispositivos de disipación de energía, reducir la acción sísmica y mejorar el rendimiento sísmico de la estructura. Su clasificación se muestra en la Figura 5.

[Figura 5 Diagrama esquemático de la clasificación de la combinación combinada comúnmente utilizadaEnergía - Tecnologías de disipación] 

ElTecnología de combinación de disipación de energíase ha aplicado ampliamente en muchos proyectos importantes y ha logrado buenos resultados sísmicos. Por ejemplo, el Centro de Convenciones y Exposiciones del lago Dianchi Yunnan, un proyecto de refuerzo y renovación en el Tíbet, el edificio de la oficina central de Nikken Sekkei Tokio y la Torre Sen en Sendai, Japón. El edificio de la oficina central de Nikken Sekkei Tokio se encuentra en Sakurada - Bashi, Chiyoda - Ku, Tokio, Japón (Figura 6). Es un marco: estructura de construcción con una altura de 60 m, 1 piso de sótano, 14 pisos sobre el suelo y un área de construcción total de 20,581 m². El edificio adopta una tecnología combinada de energía - disipación de paredes del amortiguador viscoso + pandeo - aparatos ortopédicos restringidos. Los dispositivos de disipación de energía y sus diseños se muestran en las figuras 7 - 9. Las paredes del amortiguador viscoso funcionan bajo terremotos y cargas de viento menores y moderados, mientras que los brotes de pandeo restringidos funcionan bajo terremotos moderados y mayores. Al mezclar los dos tipos de dispositivos de disipación de energía, la relación de amortiguación estructural bajo terremotos moderados puede alcanzar el doble que bajo terremotos menores. Cuando el edificio experimentó el Gran Terremoto del Este de Japón el 11 de marzo de 2011, las paredes del amortiguador viscoso y el pandeo, los aparatos contundentes jugaron efectivamente su energía, disipación y roles reductores de sísmicos, y la estructura principal del edificio permaneció intacta. La Torre Sen en Sendai, Japón, tiene una altura total del edificio de 206.69m y adopta una tecnología combinada de energía - Disipación de paredes de amortiguadores viscosos + amortiguadores de fricción. Las paredes del amortiguador viscoso funcionan bajo terremotos menores y mayores, mientras que los amortiguadores de fricción solo funcionan bajo terremotos principales.

[Figura 6 Edificio de la oficina central de Nikken Sekkei Tokio]

[Figura 7 Amortiguador de fluido viscoso]

[Figura 8 Buckling - Brace restringido]

[Figura 9 Diseño de energía: dispositivos de disipación en el edificio de la oficina central de Nikken Sekkei Tokio]

La combinación de la disipación de energía y la tecnología de aislamiento sísmico significa que, sobre la base de adoptar la tecnología de aislamiento sísmico para la estructura, los dispositivos de disipación de energía se organizan dentro o fuera de la capa de aislamiento sísmico para reducir aún más la acción sísmica y mejorar el rendimiento sísmico de la estructura. Su clasificación se muestra en la Figura 10.

[Figura 10 Diagrama esquemático de la clasificación de tecnologías de aislamiento sísmico combinado y disipación de energía comúnmente utilizada]

La combinación de disipación de energía y tecnología de aislamiento sísmico se aplica más ampliamente. El Suhao Ginza en Suqian, Jiangsu es un edificio de estructura de pared de marco - corte - con una altura de 80 m, 2 pisos de sótano, 20 pisos sobre el suelo y un área de construcción total de 67,000 m². Sus representaciones arquitectónicas se muestran en la Figura 11. El edificio adopta un esquema combinado de aislamiento sísmico y disipación de energía del aislamiento sísmico intermedio + disipación de energía en la historia (amortiguadores viscosos). Los rodamientos de goma naturales, los rodamientos de goma de núcleo de plomo y los amortiguadores viscosos se instalan en la capa de aislamiento sísmico. La ubicación de la capa de aislamiento sísmico se muestra en la Figura 12. Después de mezclar la aplicación de la energía, disipación y dispositivos de aislamiento sísmico, el período de vibración natural estructural se extiende de 1.64s a 3.74s, el coeficiente de reducción sísmica en la dirección x alcanza 0.35, y que en la dirección y alcanza 0.36, alcanzando la meta de diseño de la intensidad de la Seismia, con la intensidad de la Seismia, con la intensidad de la Seismia, con la intensidad de la Señora, con la intensidad de la Señora, con la intensidad de la Señora, con la intensidad de la Señora, con el objetivo de la Señora, con la intensidad de la Seísa. Sísmico - efecto reductor.

[Figura 11 Renderizaciones arquitectónicas de Suhao Ginza en Suqian, Jiangsu]

[Figura 12 Diagrama esquemático de la ubicación de la capa de aislamiento sísmico en Suhao Ginza en Suqian, Jiangsu]

Además, el edificio de la oficina central de Tokio Kiyomizu en Japón adopta un esquema de diseño de aislamiento base + disipación de energía en la historia (amortiguadores viscosos); El edificio Nihonbashi en Tokio adopta un esquema de diseño de aislamiento sísmico entre cuentos + disipación de energía en la estructura inferior (paredes del amortiguador viscoso); y el edificio de la sala de conciertos de Osaka Nakanoshima en Japón adopta un esquema de diseño de aislamiento sísmico intermedio + disipación de energía en la estructura superior (amortiguadores viscosos), todos los cuales han logrado buenos efectos de disipación de energía.

Esta sección selecciona dos casos de combinación de energía - disipación diseñados por el autor. Combinado con las características del proyecto, introduce brevemente las ideas de diseño y los métodos de las estructuras de disipación combinada de energía, y realiza un análisis comparativo de la capacidad de energía y la capacidad de disipación y los efectos sísmicos de reducción de las estructuras con y sin energía - dispositivos de disipación, para la referencia de diseñadores de ingeniería.

2.1.1 Descripción general del proyecto
El S2 del Centro de Convenciones y Exposiciones del lago Dianchi Yunnan tiene una altura de edificio de 250 m y un área de construcción total de 130,000m². Su apariencia arquitectónica se muestra en la Figura 13.

[Figura 13 Renderizaciones arquitectónicas de S2 del Centro de Convenciones y Exposiciones del lago Yunnan Dianchi]
El S2 del Centro de Convenciones y Exposiciones del lago Dianchi Yunnan adopta un sistema estructural de marcos de concreto reforzado de acero + paredes de núcleo de concreto + armadura de cinta. Las armaduras del cinturón están dispuestas en los pisos 22, 33 y 42, como se muestra en la Figura 14.

[Figura 14 Diagrama esquemático del sistema estructural de S2 del Centro de Convención y Exposición del lago Dianchi Yunnan]

2.1.2Energía - esquema de disipación y sísmica - reductora
Las "regulaciones sobre la promoción de los proyectos de aislamiento sísmico y construcción de disipación de energía en la provincia de Yunnan" (decreto no . 202 de los proyectos de la gente provincial de Yunnan) requiere que "los proyectos de construcción de la construcción fortificados y las cifras de la construcción de un solo área de construcción de más de 1,000m² en áreas con una intensidad de fortificación sísmica de 8 grados o anteriores adopten aislaciones de la Seismia y se adopten en la Seishings. Tecnologías ", y" Cuando se adopta el diseño de energía - disipación, el rendimiento sísmico del edificio debe mejorarse significativamente, y la relación del desplazamiento horizontal de la estructura de disipación de energía a la de la estructura que no se disipa por energía no es menos de 0.75 ".
El S2 del Centro de Convención y Exposición del lago Dianchi Yunnan se encuentra en una zona sísmica de alta intensidad de 8 grados (0.2g) y debe adoptar tecnologías de disipación y reducción sísmica de energía para mejorar el rendimiento sísmico de la estructura. In order to achieve a 25% seismic - reducing effect under major earthquakes, four types of energy - dissipating and seismic - reducing devices are innovatively adopted: viscous - damper outriggers, viscous - damper walls, metal energy - dissipating coupling beams, and buckling - restrained braces, as shown in Figure 15. Among them, the viscous - damper outriggers are arranged on the 22nd and 33rd pisos; Las paredes viscosas - amortiguador están dispuestas en el 26 - 40 th pisos; Las vigas de acoplamiento de energía metálica - disipando están dispuestos en la dirección x - en los pisos 26 - 40 th y en la dirección y - en el sexto - 19 TH pisos y 31st - 40 th pisos; Los aparatos ortopédicos restringidos están dispuestos en los pisos 22, 33 y 42.

[Figura 15 Diagrama esquemático de la estructura de la energía - Dispositivos de disipación en S2 del Centro de Convención y Exposición del lago Dianchi Yunnan]

2.1.3 Efecto sísmico - reductor
El número de energía - dispositivos de disipación en el proyecto y sus condiciones de disipación de energía se muestran en la Tabla 2. Entre ellas, los estabilizadores de amortiguadores viscosos y las paredes del amortiguador viscoso disipan la energía bajo terremotos menores, moderados y mayores; La energía metálica (disipación de vigas de acoplamiento y paneles de pandeo, solo proporcionan rigidez bajo terremotos menores y ingresan a la etapa de rendimiento y energía que se disipa bajo terremotos moderados y principales, asegurando el rendimiento sísmico de la estructura bajo terremotos moderados y mayores. A medida que aumenta la intensidad sísmica, las vigas de acoplamiento de acero y los frenos restringidos de pandeo participan gradualmente en la disipación de energía (Figura 16), y la relación de amortiguación adicional de la estructura aumenta, asegurando efectivamente el rendimiento sísmico de la estructura.

Tabla 2Energía - Condiciones de disipación de energía - Dispositivos de disipación

[Figura 16 Energía - Condiciones de disipación de S2 de la Convención y Centro de Exposiciones de Yunnan Dianchi Lake en diferentes condiciones de terremoto]

2.2.1 Descripción general del proyecto
El pabellón este del Museo Shanghai tiene una altura de edificio de 45m, 2 pisos en el sótano, 6 pisos sobre el suelo y un área de construcción total de 104,000m². El tamaño del plano es de 105 m × 182 m. Su apariencia arquitectónica se muestra en la Figura 17.

[Figura 17 Renderizaciones arquitectónicas del pabellón este del Museo Shanghai]
Basado en las características del edificio del museo, en la etapa preliminar, se propuso un sistema estructural rígido de "columnas de concreto reforzadas + vigas de acero + aparatos ortopédicos" para cumplir con el diseño arquitectónico flexible. El diseño del plano estructural típico se muestra en la Figura 18.

[Figura 18 Diseño de plano estructural típico del esquema de estructura rígida]

2.2.2 Energía - Esquema de disipación y sísmica - Reductor

El proyecto tiene las siguientes características:

1) El pabellón este del Museo Shanghai es un museo a gran escala a gran escala con una vida útil de diseño de 100 años, y la acción sísmica debe amplificarse por 1.3 - 1.4 veces;

2) Las reliquias culturales recolectadas en el museo son preciosas, y se deben tomar medidas efectivas para proteger las colecciones del daño durante un terremoto;

3) El museo tiene un espacio interno rico, con muchas columnas, espacios grandes y grandes en la estructura, pocas columnas de penetración verticalmente y espacios grandes y grandes y grandes trusas en voladizo en las esquinas.
Para garantizar que la estructura tenga un buen rendimiento sísmico bajo la acción de un terremoto, se considera que la tecnología de disipación de energía se introduce para formar un sistema estructural de energía combinada de "columnas de concreto reforzadas de acero + vigas de acero + paredes viscosas - amortiguadores + panecillos - brazos restringidos". Las paredes viscosas - amortiguador disipan la energía bajo terremotos menores, moderados y mayores, disipando la energía sísmica y reduciendo la acción sísmica en la estructura principal; Los aparatos ortopédicos restringidos proporcionan rigidez bajo terremotos menores y moderados para cumplir con los requisitos de rigidez lateral de la estructura y el rendimiento para disipar la energía bajo terremotos mayores. A través del uso combinado de paredes viscosas (paredes amortiguador y paneles de pandeo, la estructura tiene suficiente rigidez general y un buen mecanismo de disipación de energía. El diseño del plano estructural típico del esquema de disipación y reducción sísmica se muestra en la Figura 19.

[Figura 19 Diseño de plano estructural típico delEnergía - Esquema de disipación y sísmica - reductora]
Sobre la base del sistema estructural rígido, el esquema de energía - disipación y sísmica -reductora reemplaza los aparatos ortopédicos de acero resistentes laterales con aparatos ortopédicos restringidos y, combinados con el diseño de la función arquitectónica, agrega paredes viscosas y amortiguador en posiciones apropiadas.

2.2.3 Sísmico - efecto reductor
La Tabla 3 muestra los resultados del análisis comparativo de la estructura sísmica y la estructura de reducción de energía y sísmica. En comparación con el sistema estructural sísmico de "columnas de concreto reforzadas de acero + vigas de acero

(1) Fuerza de corte de base
Después de instalar paredes de amortiguación viscosa y aparatos ortopédicos restringidos por el pandeo, la fuerza de corte de base se reduce en aproximadamente un 20%.
(2) Período y relación de amortiguación
El período de la disipación de energía y el esquema de reducción sísmica se incrementa en cierta medida en comparación con el del esquema rígido. Mientras tanto, la relación de amortiguación de la estructura bajo terremotos frecuentes aumenta del 4% al 6,3%.
(3) Disipación de energía estructural
La capacidad de disipación de energía estructural de la disipación de energía y el esquema de reducción sísmica se mejora significativamente. Además, la disipación de energía de los dispositivos de reducción sísmica explica aproximadamente la mitad bajo terremotos importantes, lo que puede reducir efectivamente el daño de los componentes estructurales. La Figura 20 muestra la disipación de energía estructural bajo terremotos menores, moderados y mayores.

△ Figura 20 Disipación energética del Pabellón Este del Museo de Shanghai en diversas condiciones sísmicas

Se seleccionan dos casos de combinación de disipación de energía y aislamiento sísmico diseñado por el autor. Combinado con las características del proyecto, las ideas de diseño del aislamiento sísmico combinado y las estructuras de disipación de energía se introducen brevemente, y los períodos de vibración naturales, las eficiencias de reducción sísmica y las capacidades de disipación de energía de las estructuras con y sin aislamiento sísmico y dispositivos de disipación de energía se comparan y analizan por la referencia de la referencia de los diseñadores de ingeniería.

3.1.1 Descripción general del proyecto
La primera fase del edificio de la sede del Banco Comercial Rural de Kashgar tiene una altura de edificio de 86 m, 1 piso en el sótano, 19 pisos sobre el suelo y un área de construcción total de 35,000 m². El podio y la torre principal están separados por una articulación. Su apariencia arquitectónica se muestra en la Figura 21. La torre principal del proyecto adopta un sistema estructural de tubo de núcleo de hormigón de hormigón reforzado, como se muestra en la Figura 22.

[Figura 21 Renderizaciones arquitectónicas del edificio de la sede de Kashgar Rural Commercial Bank]

[Figura 22 Sistema estructural del edificio de la sede de Kashgar Rural Commercial Bank]

3.1.2 Esquema de combinación deDisipación de energía y aislamiento sísmico
Las características de diseño estructural del edificio de la sede del Banco Comercial Rural de Kashgar son las siguientes: 1) El área de construcción planificada del proyecto tiene una intensidad de fortificación sísmica de 8 grados (0.3 g), que pertenece a una zona sísmica de alta intensidad, con altos requisitos para el rendimiento sísmico estructural; 2) Se requiere que la fachada del edificio sea lo más transparente posible, y las paredes de corte periféricas no se pueden establecer.
Por lo tanto, se considera la tecnología de aislamiento sísmico, y los amortiguadores viscosos se instalan en la capa de aislamiento sísmico para reducir la acción sísmica en la estructura superior, asegurar que la estructura superior tenga un buen rendimiento sísmico y lograr el objetivo de diseño de reducir la intensidad sísmica de la estructura superior en un grado.
La capa de aislamiento sísmico se encuentra debajo de la losa del piso del sótano y sobre la losa superior de la base. Un total de 34 rodamientos de aislamiento sísmico (23 rodamientos de goma de núcleo (LRB) y 11 rodamientos de caucho natural (LNR)) y 16 amortiguadores viscosos (VFD) están dispuestos en la capa de aislamiento sísmico. El diseño se muestra en las Figuras 23 y 24.

[Figura 23 Diseño del plan deRodamientos de aislamiento sísmico]

[Figura 24 3 d diagrama esquemático delCapa de aislamiento sísmico]

3.1.3 Efectos de la combinación de disipación de energía y aislamiento sísmico
(1) Período
La comparación de los períodos estructurales con y sin dispositivos de aislamiento sísmico se muestra en la Tabla 4. El esquema de aislamiento sísmico extiende el período estructural aproximadamente 2.5 veces al establecer la capa de aislamiento sísmico, reduciendo así la acción sísmica.

Tabla 4 Comparación de períodos estructurales con y sin dispositivos de aislamiento sísmico
(2) coeficiente de reducción sísmica
Después del cálculo, el coeficiente de reducción sísmica máxima de la fuerza de corte de la historia bajo el terremoto de fortificación es de 0.34, y el coeficiente de reducción sísmica máxima del momento de volcado de la historia es 0.35. Ambos son menos de 0.38 (con amortiguadores establecidos) especificados en el "Código para el diseño sísmico de edificios" (GB 50011 - 2010) (edición 2016) [15] (denominado código de diseño sísmico para abreviar). Según el código de diseño sísmico, el diseño se puede llevar a cabo con una reducción de un grado en la intensidad sísmica.
(3) Disipación de energía estructural
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 structure, reduciendo en gran medida la entrada de energía sísmica en la estructura superior.

[Figura 25Disipación de energíaBajo el raro terremoto]

3.2.1 Descripción general del proyecto
El Centro de Convenciones Internacionales de la Ruta de la Seda Xi'an tiene una altura de edificio de 60 m, 2 pisos en el sótano, 3 pisos sobre el suelo y un área de construcción total de 207,000m². Su apariencia arquitectónica se muestra en la Figura 26.

[Figura 26 Renderizaciones arquitectónicas del Centro Internacional de Convenciones de la Ruta de la Seda Xi'an]
La estructura superior de la torre adopta un sistema estructural de marco de acero gigante. Las columnas gigantes están compuestas por 20 cilindros de soporte vertical, y las vigas gigantes están compuestas de una losa de piso de armadura de acero de 4 m y una losa de techo de armadura de acero de 4,5 m, como se muestra en las Figuras 27 y 28.

[Figura 27 Sección estructural general]

[Figura 28 Cilindros de tráfico vertical (20)]

3.2.2 CombinadoAislamiento sísmicoEsquema
Las características de diseño estructural del Centro de Convenciones Internacionales de la Ruta de la Seda Xi'an son las siguientes: 1) El proyecto se encuentra en una zona sísmica de alta intensidad de 8 grados (0.2 g), con altos requisitos para el rendimiento sísmico estructural; 2) La estructura adopta un sistema estructural de marco de acero gigante, y el edificio tiene muchos espacios grandes y grandes en voladizo. Se necesitan medidas efectivas para garantizar el rendimiento sísmico del marco gigante; 3) La estructura tiene un gran tramo y carga pesada de piso. La carga de gravedad tiene un gran impacto en el tamaño del componente. Al mismo tiempo, la estructura general tiene una relación de ancho de altura a altura muy pequeña (0.32), lo que resulta en una rigidez horizontal relativamente grande de la estructura superior.
Según las características del proyecto anteriores, se adopta un esquema de aislamiento sísmico en la parte superior de las columnas en el primer piso del sótano. La capa de aislamiento sísmico utiliza una combinación de cojinetes de goma natural + rodamientos de goma de plomo + rodamientos deslizantes + amortiguadores viscosos, logrando el objetivo de diseño de reducir la intensidad sísmica de la estructura superior en un grado y reducir en gran medida la acción sísmica en el marco gigante.
Un total de 74 rodamientos de goma de núcleo de plomo (LRB), 96 rodamientos de caucho natural (LNR), 356 cojinetes deslizantes elásticos (ESB/SB) y 32 amortiguadores de fluidos viscosos (VFD) están dispuestos en la capa de aislamiento sísmico. El diseño específico se muestra en la Figura 29.

[Figura 29 Diseño del plan deRodamientos de aislamiento sísmico]

3.2.3 Efectos del aislamiento sísmico combinado
(1) Período
La comparación de los períodos estructurales con y sin dispositivos de aislamiento sísmico se muestra en la Tabla 5. El período de la estructura de aislamiento sísmico se extiende por 3.7 - 4.2 veces en comparación con el de la estructura de aislamiento no sísmico, que es beneficiosa para que la estructura se mantenga alejada del período característico del sitio y reduzca la acción sísmica.

Tabla 5 Comparación de períodos estructurales con y sin dispositivos de aislamiento sísmico
(2) coeficiente de reducción sísmica
Después del cálculo, el coeficiente de reducción sísmica máxima de la fuerza de corte de la historia bajo el terremoto de fortificación es 0.35, y el coeficiente de reducción sísmica máxima del momento de volcado de la historia es 0.35. Ambos son menos de 0.38 (con amortiguadores establecidos) especificados en el código de diseño sísmico. Según el código de diseño sísmico, el diseño se puede llevar a cabo con una reducción de un grado en la intensidad sísmica.
(3) Disipación de energía estructural
La disipación de energía de cada parte de la capa de aislamiento sísmico bajo el terremoto raro se muestra en la Figura 30. Los resultados del tiempo de energía - History Analysis bajo el terremoto raro muestran que la mayor parte de la entrada de energía sísmica a la estructura de aislamiento sísmico se disipa por los rodamientos y amortiguadores de aislamiento sísmico. Entre ellos, la disipación de energía de los rodamientos de aislamiento sísmico representa el 68%, la disipación de energía de los amortiguadores representa el 17%y la disipación total de energía de la capa de aislamiento sísmico representa el 85%de la disipación de energía general de la estructura, reduciendo en gran medida la entrada de energía sísmica en la estructura superior.

[Figura 30 Disipación de energía bajo el terremoto raro]

(1) Las zonas sísmicas de alta intensidad se distribuyen ampliamente en China, y la urbanización de China se está desarrollando rápidamente. Es necesario adoptar medidas sísmicas efectivas para mejorar el rendimiento sísmico y la calidad del servicio de los edificios.
(2) Las tecnologías de aislamiento sísmico y disipación de energía han madurado y se aplican ampliamente en estructuras de edificios (como edificios de alto aumento y edificios de gran amplio), lo que puede reducir efectivamente la acción sísmica y mejorar el rendimiento sísmico de las estructuras.
(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". La aplicación combinada del aislamiento sísmico y las tecnologías de disipación de energía seguramente se convertirá en una tendencia en el desarrollo del diseño sísmico.

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[14] Informe de análisis especial sobre el diseño de aislamiento sísmico del edificio de la sede del Banco Comercial Rural de Kashgar [R]. Shanghai: Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., 2017.
[15] Código para el diseño sísmico de edificios: GB 50011 - 2010 [s] . 2016 edición. Beijing: China Architecture & Building Press, 2016.
[16] Wu Honglei, Ding Jiemin, Chen Changjia. Investigación de aplicaciones sobre tecnología de aislamiento sísmico en el Centro Internacional de Convenciones de la Ruta de la Seda Xi'an [J]. Journal of Building Structures, 2020, 41 (2): 13 - 21.

Ding Jiemin es profesor y supervisor de doctorado en la Universidad de Tongji, un maestro nacional de encuesta y diseño de ingeniería, un ingeniero estructural registrado de primera clase nacional, un ingeniero estructural altos de la Institución de Ingenieros Estructurales (Reino Unido) y el Director Adjunto de la Junta Editorial de la "Estructura de la construcción". Actualmente es el ingeniero jefe de Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Se graduó del Departamento de Ingeniería Estructural de la Universidad de Tongji en 1990 con un título de Doctor en Ingeniería. Durante mucho tiempo se ha dedicado a la consulta de investigación y diseño de estructuras complejas y ha logrado ricos resultados de investigaciones en estructuras complejas como estructuras super -altas y grandes estructuras de acero. Ha ganado el primer Premio del Ministerio de Ciencia de la Construcción y el Premio al Progreso de Tecnología, el segundo premio del Premio Nacional de Progreso de Ciencia y Tecnología, el Premio Especial del Premio de Progreso de Ciencia y Tecnología de Shanghai, el primer premio del Ministerio de Ciencia de Educación y el Premio al Progreso de Tecnología, y el Premio Especial del Premio a la Sociedad Arquitectónica de la Ciencia y el Progreso de la Tecnología de China. También ha participado en la compilación de códigos de diseño nacionales y de Shanghai, como el "código para el diseño sísmico de edificios" (GB 50011 - 2010) y el "código para el diseño de estructuras espaciales" (DG/TJ 08 - 52 - 2004). Ha completado más de 100 proyectos de ingeniería, incluidos edificios High - Rise y Super - High - Rise, estadios de gran amplitud, centros de convenciones y exhibiciones, teatros a gran escala y centros de transporte ferroviario de alta velocidad, y ha ganado los primeros y segundos premios de la excelente encuesta de ingeniería y el premio de ingeniería de la industria del diseño y el premio de ingeniería de la industria del diseño, el premio de plata de diseño, y los primeros y segundos premios del premio de estructura de edificios nacionales. En noviembre de 2017, fue galardonado con el Premio de Membresía Honoraria Lifetime por el Congreso Mundial de Ingenieros Estructurales (SEWC). En octubre de 2018, ganó la Medalla de Oro de la Institución de Ingenieros Estructurales (ISTRUCTE) en el Reino Unido. En abril de 2019, ganó el Premio de Contribución Sobresaliente del Consejo de Edificios Tall y Hábitat Urbano (CTBUH).

Este artículo fue publicado en el número 17 de "Estructura del edificio" en 2021, titulado "El desarrollo y la aplicación del aislamiento sísmico y la tecnología de disipación de energía ". Los autores son Ding Jiemin, Wu Honglei, Wang Shiyu y Chen Changjia, y la unidad es Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd.
Fuente: Estructura del edificio

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