CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIEN GÓI CÁCH CHAN TREN THE GIỚI thiệu chung ‘Vio thắng 8 năm 1909,J. Calantarients, một tiền sĩ từ Scarborough, miễn bắc nước Anh, đã viết một bức thư đến giám đốc của Cơ quan địa chắn học Chile ở Santiago kêu sọi sự chủ ý đến một phương pháp xây dựng mà ông ta đã phát t toà nhà quan trọng có thể được xây dựng ở các quốc gia có động đất theo nguyên tắc này với độ an toàn tuyệt đố mức độ nguy hiểm của trận động đất mắt di qua sự tở mn tai của các khớp, trượt tự đo"[1]. Calantarients đã gửi đi đơn xin cấp bằng sáng chế đến văn phòng bằng sáng chế Anh quốc cho phương pháp xây dựng của ông ấy, với dé xuất rằng các tòa nhà. có thể xây dựng trên các "khớp tự đo” và một lớp cát mịn, mi hoặc bột tale cho phép.
tòa nhà có thé trượt trong trận động đất, do đó làm giảm lực truyễn đến chính tòa nhà. Những thứ mà ông ấy đã nêu ra là một ví dụ đầu tiên của thiết kế chống động đất được biết én như cách day hoặc cách chấn. Rắt nhiều cơ edu được phát minh ở thể kỹ vừa qua cé gắng đạt đến mục dich lam tách rời toà nhà khỏi hư hỏng từ tác động của động đất, ví dụ như con lan, bồng. và cả cất.
Các tòa nhà được xây dựng rên bóng, bao gồm cả tòa nhà ở Sevastopol, Ukraine và ở một trường học 5 tầng ở Mexico City. Tòa nhà ký tức x4 4 tng cho Đài quan sắt địa chấn quốc gia ở Bắc Kinh, đã được xây trên lớp cát ở giữa tòa nhà và móng được thiết kế đặc biệt để có thé trượt trong khi xủy ra động đất Tiền sĩ Calantrients có đề cập trong bức thư của ông ấy rằng với các quả bóng nhiều năm trước khi nó được hoàn thiện 6 Nhật Ban, hoặc bắt kỳ sự. kiện nào mà nó từng xuất hiện trên báo chí 25 năm qua”. Sự iên hệ đối với John Milne ~ một người Anh, giáo sư về kỹ thuật khai thác mỏ ở Tokyo từ năm 1876 đến năm 1895, “Trong khoảng thời gian này Milne rất hig thứ với hiện tượng động đất, ông đã phát mình và cải thiện một số lượng kính địa chắn và địa chấn ky.
Milne là người tiên phong, nghỉ ja chắn học, ông còn được bit dn như i “Chad ta da chin học hiện pi". Ông Ấy cũng đã suy ng tất nhiều về thiế ác tòa nhà trong khu vực hoạt động địa ch và các quy tắc được công b6 cho việc xây dựng chẳng động dt vẫn còn giá tr đến ngày hôm nay. Trong thời gian ở Trường đại học Tokyo, ông đã xây dụng một mẫu thí nghiệm của một tòa nhà được cách chin. Kết cấu được xây dựng trên những quả bóng "các tắm sắt dic với các cạnh giống như chiếc đĩa trên đầu cọc.
Phía trên các quả bóng và được gắn vào. tòa nhà lace tim được đúc bằng sắt hơi lõm nhưng tương ự với những tắm phía dưới Toa nhà được thi kế và dường như trải qua được các biển động của động đất. Vào năm 1885 ông Ấy miêu tả thí nghiệm này rong một bio cáo đến Hiệp hội khoa học nâng cao ‘Anh Quốc. Rõ ràng là ông ấy chưa hoàn toàn hai lồng với sự thể hiện của mô hình này dưới ải wong từ gió, vì vậy ông dy thay đổi hệ thống cách chắn, và năm 1886 ông ấy miêu tả phiên bản mới trong một báo cáo tiếp theo đến hiệp hội.
Những quả bóng đầu tiên cỏ kích thước đường kính 10 in, những quả bóng 8 in cũng đã được thử, và sau là những quả 1 in. Cuối cũng căn nha cũng được ngăn cách tại mỗi trụ cia nó rên một số mảng thép đúc, loi đường kính % in, Điều này có nghĩa rằng tòa nhà wo nên ổn định ló. Thiết kế cudi cùng hiễn nhiên thành công dưới tác động của động đất thực, Khai niệm về cách chắn đã trở thành một thực tế thực dụng trong vòng 20 năm sau với sự phát triển của gối đỡ đàn hồi đa lớp, được tạo ra bằng cách liên kết lưu hôa các tắm cao su với các tim gia cố thép mỏng. Những gối đỡ này rit cứng theo phương thing đứng và có thể chịu được tải trọng đứng của tba nhà nhưng lại rt link hot theo phương: ngang, bing cách ấy cho phép tòa nhà có thé di chuyển ở hướng ngang dưới sự dịch chuyển mạnh của nén.
Sự phát tiễn của ho là sự mở rộng của việc sử dụnggối đở dn hồi của cầu và gối đỡ cách chấn của các tòa nhà “Trong những năm vừa qua những hệ thống khác đã được phát triển, đó là những sửa đổi của phương pháp trượt. v8 cách chin nay được chấp nhận rộng rãi ở trong các khu vực đễ bị động đất trên thể iới dé bảo vệ các công trình quan trọng khỏi sự dịch chuyển mạnh của nén, và e6 rit nhiều mẫu thử ở Hoa Kỹ và Nhật Bản. Một sé lượng ít các công trình được xây đựng ở New Zealand và ở Italy, chủ yếu cho các công trình quan trọng. Dự án mẫu áp dụng các hệt ống cách chắn chi phí thấp cho nhà ở công cộng ở các nước đang phát trién đã được hoàn thành ở Chile, Trung Quốc, Indonesia và Armenia.
Không ngạc nhiên ring hầu hết được ứng dụng cho các công tình quan trọng có các thiết bị nhạy cảm. Các khó khăn cơ bản mà kỹ sư kết cấu đối mặt phải là việc cung cắp Khả năng kháng chin cao cho toa nhà sao cho giảm thiểu sự lệch ting và gi tố sin, Sự lệch tng lớn gây ra thiệt hại cho các thành phần phi kết cắu và các thiết bị liên kết các tổng. Sự ch ting có thể được giảm thiểu bản cách làm cứng kết cầu, nhưng nó dẫn tối sự khuếch đại sự dịch chuyển của nỀn, cũng dẫn tố ting gia tốc sàn, có thể gây hư hồng các thiết bị nhạy cảm. Gia tốc sàn có thể được giảm bằng cách làm hệ thống linh hoạt hơn, nhưng nỗ lại sự lệ ng lớn hơn.
Cách duy nhất thực tế sia việc giảm. đồi di sự lệch Ling và ga tốc sàn là sử dụng các gối cách chắn; hệ thông cách chắn cung cấp sự linh hoạt cin thiết, với chuyển vị tập trung ở khu vực cách chấn. Khái niệm của cách chin khá đơn giản. Hệ thống tích riêng công tình hoặc kết cầu khỏi sắc thành phần nằm ngang của sự dịch chuyên nbn bằng cách xen kẽ các phần tư kết cầu 6 độ cứng ngang thấp giữa công tình và nén mồng.
Điều này cho kết cấu một tin số co bản thấp hơn nhiều so với tin số cổ định và tin số cưỡng bức của chuyển động nén. Dang dao động đầu tiên cia cầu trúc cách chắn làm cho bién dạng chỉ có ở hệ thông sách chan, kết cầu bên trên trở nên bền vững. Ở các dạng cao hơn tạo ra biển dạng trong Xết cấu là trực giao với dạng đầu tiên, Những dang cao hơn không tham gia vào chuyển động ở những tần số cao hơn này không thé truyỄn vào kết cấu. Hệ thống cách chấn không hap thụ năng lượng động đắt, thay vào đó làm lệch hướng nó thông qua sự cơ động của bg thống, hiệu ứng này không phụ thuộc vào sự suy giảm, nhưng một mức độ suy giảm nhất định là có lợi dé ngăn chặn sự cộng hưởng có thể xảy ra ở tin số cách ly.
Hệ thống cách chấn cao sulin đ được sử đụng vio năm 1969 cho một trường tiểu học. 4 Skopje, Yugoslavia, Trường Pestalozi, một công tình ba ting được thie kế và xây dung bởi các kỹ sư người Thụy Si (hình 1.1), cách chấn bởi hệ thống được biết đến với tên Swiss Full Base Isolation-3D (FBI-3D) System, Không giống như bầu ht các mỗi cao su được phát triển gần đây, những khối cao su được sử dụng ở đây (Hình 1.2) hau như không được gia cổ để trọng lượng cia công trình làm chúng phình ra một bên. Các khối thủy tinh hoạt động như những ngồi địa chắn được dự định phá vỡ khi tải trọng động đất vượt quá ngưng nhất định. Bởi vì độ cứng theo phương đứng và ngang của "hệ thống là tương đương nhau, tòa nhà sẽ nảy lại và làm rung chuyển về phía trước và sau tron một trận động đất.
Những gối này được thiết kể khi công nghệ gia cường khối cao su với tim thép ~ như các g6i cầu ~ không được phát triển cao hoặc hiểu biết sâu rộng. và không chắc rằng cách ip cận nà ẽ được sử dụng lại Nhiễn mẫu thử gin đây của các tòa nhà cách chin sir dụng gối cao su nhi lớp mong với gia cô bằng lớp thép như một thành phản chịu tải của hệ thống. Do lớp gia cỗ bằng các tắm thép, những gối này rt cứng ở phương đứng nhưng lại mm ở phương ngang, do đó tạo ra hiệu ứng cách ly. DE dàng chế tạo, những gối này không có các bộ phận chuyển động, không bị ảnh hưởng bởi thờ gian và có khả năng chồng sự xuống cắp từ môi trường, Hình 1.3 Bộ truyền động đất sử dụng ở Pestalozzi School nhiễu hệ t ng cách chắn, đặc biệt những hệ thống sử dụng ở New Zealand và Nhật Bản kết hợp gối cao su tự nhiền độ cản thấp với một dạng bộ giảm chin cơ học.
Những tùy bao gồm bộ giảm chin thủy lục, các thanh thp, cuộn thếp hoặc õi chỉ bên trong Sối. Nó có một số hạn chế khi sử dụng bộ giảm chắn cho kết cầu cách chấn: Mỗi Loi bộ 7 giảm chấn ~ ngoại trừ loạ lõi chỉ bên trong ~ yêu cầu bộ phận kết nối cơ học và bio dưỡng định kỳ, độ chảy của bộ giảm chắn kim loại cho một hệ phi tuyến làm phức tạp phân tích phân ứng động của công trình được cách chin, và chúng làm giễm mức độ cách ly bằng cách gây ra phản ứng ở dạng cao hon 'Ở Hoa Kỳ hệ thống cách chắn phỏ biển nhất là gối cao su lõi chì. Những gỗi này là dạng. gối đa lớp din trà có thể có một hoặc nhiều ỗ tròn.
Các õi chỉ được chèn vào trong những 13 này nhằm thêm độ cản cho hệ thông cách chắn. Mặc dờ một vài dự ấn chỉ là gối cao subi chỉ, chúng thường được sử dung kết hợp với các gối din hồi da lớp không có lõi chỉ Né cũng có thể kết hợp độ can vào trong một hệ thống cách chin bằng cách gồm cả độ cản của bản thân các gối din hồi.