Сейсмоустойчивость - Мастерок.жж.рф
?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Сейсмоустойчивость



Как раз этот принцип гасителя колебаний использован в самом безопасном небоскребе мира, который мы уже обсуждали.

Кто еще помнит, где есть такая конструкция в небоскребах?

Subscribe to  masterok

Posts from This Journal by “Небоскребы” Tag

promo michaelsvoboda 09:17, yesterday 39
Buy for 310 tokens
« Люди лишь по той причине считают себя свободными, что свои поступки они осознают, а причин, их вызвавших, не знают» . Спиноза Добра и мира моим дорогим читателям! Честность по отношению к самому себе — это свобода О том, как начать учиться думать мы говорили в…

Comments

( 14 comments — Leave a comment )
luciferushka
Jan. 5th, 2018 10:10 am (UTC)
Есть.



Edited at 2018-01-05 10:13 am (UTC)
stariy_khren
Jan. 5th, 2018 11:49 am (UTC)
Гасители колебаний есть во ВСЕХ небоскребах. Без них они не устоят даже в самых сейсмобезопасных районах. И первое предназначение гасителей - это компенсация ветровых нагрузок. Сейсмика - это уже факультативное их применение. Для сейсмики используются специальные конструкции каркаса самого здания, в которые заложены и необходимая эластичность, и необходимая прочность, и соответствующие резонансные частоты собственных колебаний. И это отдельная тема.

Принцип действия гасителей везде и всегда один и тот же - задача поглотить часть (именно часть!) энергии в фазе и вернуть ее в противофазе. Реализуется этот принцип всего двумя способами: гидравлическим или механическим. При механическом используется либо маятник, либо груз на рельсах (груз может быть и в виде глухой цистерны). При гидравлическом используется перетекание жидкости между двумя отсеками емкости. При этом есть пассивные системы, где поглощенная энергия целиком переводится в тепло и рассеивается, а есть активные, где отнятая энергия возвращается. Но чаще используются сразу оба принципа - часть энергии рассеивается, часть возвращается.

В механических системах груз (маятник или массивная болванка на рельсах) не просто "остается на месте", скользя без сопротивления, когда верх здания смещается, но частично смещается вместе с ним, через амортизаторы отбирая энергию. На обратном движении происходит то же самое - часть энергии опять забирают амортизаторы. Амортизаторы в результате таких движений нагреваются и рассеивают тепловую энергию (направленная кинетическая энергия преобразуется в ненаправленную тепловую). В некоторых системах ее выгоняют наружу системой вентиляции (охлаждающей амортизаторы), в некоторых используют для нужд здания (отопление, выработка энергии), а в некоторых запускают обратно в систему гашения.

В гидравлических системах (условно - ванна с дырявой перегородкой по середине) энергия "снимается" при регулярном перетекании жидкости из одной части ванны в другую за счет гидравлического сопротивления перетоку, создаваемого отверстиями в перегородке. Вся жидкость из-за сопротивления перегородки постепенно нагревается (энергия рассеивается). Но поскольку перетекает не вся жидкость (как было бы при отсутствии перегородки), то далее процесс равносилен вышеописанному механическому.

Все системы всегда настроены на частоту собственного резонанса здания (она у всех зданий своя индивидуальная). В целом, чем здание выше, тем частота меньше, а амплитуда (размах раскачивания) больше.

У высотных зданий (в нашей терминологии - "высоток", "высотных зданий", в западной "небоскребов") резонансная частота около 1 Гц с амплитудой до 1 м, у небоскребов (в нашей терминологии "небоскребов", в западной "супернебоскребов") частота около 0,1 Гц с амплитудой до нескольких метров (иногда до 4-5).

У простых зданий, в которых мы живем, при высоте до 50 м частота колебаний 2-5 Гц, а амплитуда - 5-10 см. Ветровые колебания мы не воспринимаем, а сейсмику в 4-5 баллов уже чувствуем в виде раскачивания люстр. В зданиях 50-100 м в ненастную погоду воспринимаются уже и ветровые колебания.

Гасителями оснащается фактически все, что выше 100-200 м.

Но надо заметить и следующее - резонанс и его амплитуда зависят не столько от высоты, сколько от соотношения ширины основания к высоте здания. Например, так называемые "сталинские высотки", несмотря на значительную высоту, в гасителях колебаний не нуждаются, а в зданиях той же высоты, но имеющих основание 40-50 м - гаситель необходим.

Это, кстати, одна из причин, по которой все (за очень редким исключением) небоскребы имеют в основании симметричную фигуру (квадрат, круг, нечто звездообразное). Это делается для того, чтобы на вершине здания иметь одинаковую резонансную частоту и амплитуду во всех направлениях. Иначе конструкции гасителя колебаний становятся значительно сложнее и гораздо дороже.

Самые "зрелищные" гасители это, конечно, маятниковые - там даже иногда смотровые площадки устраиваются (как в упомянутом "ТайПей 101"). А самые неприглядные - это гидравлические. Они выглядят, как железнодорожный товарный вагон, кое-как сваренный по месту в тесном помещении. Зайти в такое помещение это как зайти в бойлерную - темно, грязно и жарко...



nepuc
Jan. 6th, 2018 02:22 pm (UTC)
Можно в пост добавить. Но я не осилил.
zepp7_7_7
Jan. 5th, 2018 12:45 pm (UTC)
такие конструкции ещё в буддистских храмах использовали.
koldoblin
Jan. 5th, 2018 04:41 pm (UTC)
А вот колокол на часовне тоже, наверное, так может...
zepp7_7_7
Jan. 5th, 2018 11:56 pm (UTC)
нет . там весь смысл в том , чтобы центр тяжести был как можно ниже к земле . вообще , такой груз крепят в нижней части , а вот тяги уходят наверх .
stariy_khren
Jan. 6th, 2018 11:48 pm (UTC)
Нет, там смысл совсем не в этом. В гасителях колебаний подвес маятника весьма небольшой - максимум на несколько верхних этажей. Т.е. не более нескольких процентов от высоты здания. И роль подвеса исключительно в том, чтобы подвешенная масса имела возможность смещаться по горизонтали. И подвес в этом плане лучше, чем рельсы. Только в этом его преимущество. Всю работу по гашению колебаний выполняют амортизаторы, которые отнимают и рассеивают энергию. Но маятник нельзя сделать совсем коротким (например, в один этаж), но приходится делать именно на несколько этажей (2-5), иначе вступит в работу его собственная резонансная частота и испортит все дело...

В ролике иллюстрируется совсем ДРУГОЙ принцип, нежели тот, который используется в небоскребах. В ролике используется собственная частота колебаний маятника. И не только частота, но и масса маятника сопоставимая с массой "постройки". В этом случае маятник действительно должен быть именно очень длинный. Но не до основания здания, а ровно в два раза короче, чем высота. В ролике так и есть, поскольку вся масса маятника заключена в подвесе - т.е. его центр тяжести по середине длины подвеса.

Но в строительстве такой вариант гасителя колебаний неприемлем сразу по нескольким причинам.

Во-первых, масса маятника тогда должна будет составлять несколько сотен тысяч тонн (т.е. должна быть сопоставима с массой здания).
Во-вторых, длина подвеса должна быть более 50 этажей или около 300-400 м (чтобы доходить до середины высоты), что при вышеуказанной массе тоже нереально.
В-третьих, атриум (сквозное незастроенное пространство внутри здания), обусловленный амплитудой качаний маятника на таком подвесе, "съест" всю площадь здания (и не только полезную, но и конструктивно необходимую) - особенно в нижней части.
В-четвертых, такой маятник работает в резонансе не с собственной частотой раскачивания здания, но с частотой продольных сейсмических волн. Но поскольку собственная частота здания никогда не совпадает с частотой сейсмической волны (это специально делается для предотвращения неизбежного разрушительного резонанса), то возникает наложение синусоид, которое на определенном отрезке времени неизбежно имеет точку пересечения в одной фазе. И когда этот момент наступит, здание разрушится... Такая точка есть и при наложении сейсмической волны, но волна, хоть и мощная, но по времени очень короткая - до десятка секунд. А маятник (сопоставимый с массой здания!) качается постоянно... И даже, если в "мирное время" его держать "на приколе" (на распорках, ломающихся только при прохождении сейсмоволны), то сразу остановить его после сейсмоудара - при его-то массе! - тоже невозможно. А этого времени уже хватит, чтобы разрушить здание уже после прохождения волны - силами самого маятника...

Вот, по этим причинам маятник в системах гашения колебаний весьма короткий, а его масса на порядки меньше массы здания.

Edited at 2018-01-06 11:49 pm (UTC)
stariy_khren
Jan. 6th, 2018 11:54 pm (UTC)
На свободном подвесе не может. А вот если звонарь будет его должным образом придерживать во время раскачивания колокольни и рассеивать в пространство тепловую энергию своего напряженного тела, то может...
doc_7
Jan. 5th, 2018 02:43 pm (UTC)

... а я маленький такой... (С)

flat_area
Jan. 5th, 2018 06:55 pm (UTC)
Но с таким длинным х...
потому и самый крутой
Ж-)
zm_sochi
Jan. 5th, 2018 04:30 pm (UTC)

прикольно!

alex_mironov
Jan. 5th, 2018 08:34 pm (UTC)
Мужики! Радуйтесь! Мы сейсмоустойчивы!
stariy_khren
Jan. 6th, 2018 11:58 pm (UTC)
Сейсмоустойчивы канатоходцы с шестами и мартышки с хвостами, а мы так - просто погулять вышли...
alex_mironov
Jan. 7th, 2018 06:42 pm (UTC)
Эх, разбил новогодние иллюзии!
( 14 comments — Leave a comment )

Profile

О нашем центре
Сеть EPILAS – это уникальные медицинские центры, предоставляющие косметологические услуги премиального уровня по самым низким ценам в Москве.

Современная аппаратная косметология с применением лучших лазеров из Германии позволяет неинвазивно добиваться невероятных, а главное стойких результатов в борьбе с нежелательными волосами на теле, разглаживанием морщин на лице, отбеливанием кожи в любой зоне и лечения акне.

masterok
Masterok (Валерий)
Хочу все знать

Latest Month

October 2018
S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   

Tags

Powered by LiveJournal.com