一座固定基地的建筑(直接建在地面上)会随着地震的运动而移动,因此会遭受巨大的破坏。
当一座建筑远离地面(与地面隔离)时,放置在被称为碱基隔离器,地震时它只会移动一点点,或者根本不会移动。
隔离器的工作方式类似于汽车悬架,汽车可以在崎岖不平的地面上行驶,而不会被车内的乘客甩来甩去。
基地隔离技术可以使中等高度的砖石(石头或砖)或钢筋混凝土结构能够承受地震,保护它们和它们的居住者免受重大损坏或伤害。它并不适用于所有类型的结构,而是设计用于坚硬的土壤,而不是柔软的土壤。
世界上第一批碱基-隔离结构——惠灵顿的威廉·克莱顿大楼,建于1982年——使用大约80个铅芯橡胶轴承,但这个数字取决于工程师希望如何分配负载。惠灵顿的新西兰特帕·通加雷瓦博物馆于1998年开放,有135个铅芯橡胶轴承。其他国家有不同的方法,一些国家喜欢有几根柱子的大轴承,而另一些国家喜欢很多小轴承。
基础隔离器是如何构建的?
铅芯橡胶轴承的开发如下碱基20世纪70年代的隔离器。它们由三个基本部件组成——铅塞、橡胶和钢,它们通常分层放置。
橡胶
橡胶通过它的移动能力提供了灵活性,但又能回到原来的位置。地震结束时,如果一座建筑没有回到原来的位置,橡胶轴承会慢慢把它带回来。这可能需要几个月的时间,但它会回到原来的位置。
铅
选择铅是因为它塑料的属性——虽然它可能随着地震的移动而变形,但它会恢复到原来的形状,并且能够变形多次而不丧失强度。在地震中,当导线变形时,地震的动能被吸收成热能。
钢铁
在橡胶中使用钢层意味着轴承可以在水平方向移动,但在垂直方向是刚性的。
减震器
控制建筑物地震损伤的另一种方法是安装减震器。在这种情况下,阻尼由铅基装置提供,看起来非常类似于汽车阻尼器(减震器)。
地面运动迫使导线穿过一个狭窄的缝隙。当运动方向改变时,铅的流动就会逆转。原理仍然和铅橡胶一样轴承动能转化为热能,从而防止建筑物吸收动能。
Mec坎特伯雷大学的机械工程师副教授杰夫·罗杰斯获得了凯维网络2017年新兴创新者奖,因为他的工作包括为建筑物开发一种简化的地震阻尼器。查看凯维网络视频:杰夫·罗杰斯博士——建筑和关节植入物诊断的地震阻尼解决方案
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