dispozitive inovative

7/28/2019 Dispozitive Inovative

1/29

EFICIENA DISPOZITIVELOR PASIVE DECONTROL LA REABILITAREA SEISMIC A UNEI

CLDIRI DIN BUCURETI

D. Creu, E. Tulei, C. Ghindea, R. Cruciat

Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti

A 4-a Conferin Naional de INGINERIE SEISMIC

Bucureti, 18 decembrie 2009


2/29

Soluiile de reabilitare seismic analizate

dispozitive de izolare a bazei,

dispozitive cu amortizare vscoasplasate n structur,

dispozitive cu mas acordat.


3/29


4/29


5/29

Gradul de asigurare la seism al structuriiexistente

Q1 Q1Q2 Q2

Q3 Q3

Q3 Q3

Q3 Q3

Q4 Q4

Q4 Q4

Q4 Q4

Q4 Q4Q5 Q5

q1

q2

q2

q2

q2

q2

q2

q2

q2

q3

q3

q3

q392.84

90.78

89.86

89.35

71.14

0.01141

0.029821

0.047578

0.062643

0.070784

Modul k [s] [t]1 1,059 0,801 351,62 0,354 0,117 51,43 0,194 0,044 19,3

kT k km

Modul fundamental de vibraie


6/29


P100-2006:

m

TS

F 1dIb

1,2I

qTaTS 1g1d

0,24gag

s,T 05911 7521 ,T

4,7251,353,53,5q 1u

0,85

4308 kN/g

kN6140,8543084,7252,750,241,2 bF

46

89

131

174

F = 614

174

b


7/29


/ Capacitatea de rezisten a structurii

idicap FFR ,,

fortele taietoare de nivel asociate momentelor

capabile ale stalpilor de la nivelurile respective

ns

1j

infjcap,

supjcap,

icap, h

MM

F

fortele taietoare de nivelcorespunzatoarefortelor seismice de nivel de proiectare

EtajDemisol 454 614 0,740Parter 313 568 0,551Etaj 1 281 479 0,587Etaj 2 227 348 0,652Etaj 3 186 174 1,069

icap,F idF , idicap FFR ,,

mecanisme

de etaj

8,60,5514,725Rqr rspunsul dinamic n fore trebuie redus de

8,6 ori a. . structura s se comporte elastic


8/29


/ Mrimea deplasrilor relative de nivel:

0.00941

0.0257

0.0431

0.0586

0.0683

0.0097

0.015

0.0174

0.0163

0.00941

0.0183

0.0293

0.0329

0.0308

0.0178

isd [m]

i1i ssreddd

[m]

reSLSr qdd

0,4

h,dSLSra 0040

m,,,dSLSra 01520830040 >

h,dcqdd ULSrareULSr 0250 depit la nivelurile 1, 2 i 3


9/29

Aciunea seismicAccelerograma Inregistrarea Data Sursa si

componenta t [s] Numarde valori1 INCERCBucuresti 04.03.1977 Vrancea, NS 0,005 130742 INCERCBucuresti 30.08.1986 Vrancea, NS 0,01 25943 IMGB Bucuresti 30.08.1986 Vrancea, NS 0,005 85844 INCERCBucuresti 30.05.1990 Vrancea, EV 0,005 10497

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25

t [s]

Acceleratie[m/s2]

Sursa Vrancea , 04.03.1977

componenta NS

Inregistrarea INCERC Bucuresti

PGA=2.07 m/s2 = 0.22g

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 5 10 15 20 25

t [s]

Acceleratie[m/s2]

Sursa Vrancea, 30.08.1986

Componenta NS

Inregistrare INCERC Bucuresti

PGA=0.89 m/s2 = 0.09g

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 5 10 15 20 25

t [s]

Acceleratie[m/s2]


Componenta NS

Inregistrare IMGB Bucuresti

PGA=0.69 m/s2 = 0.07g

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 5 10 15 20 25

t [s]

Acceleratie[m/s2]


Componenta EV

Inregistrare INCERC Bucuresti

PGA=0.99 m/s2 = 0.10g


10/29

Aciunea seismic

Spectre Fourier ale amplitudinilor acceleraiilor terenului

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

T [s ]

Amplitud

ineFourier

1.63s

2.41s

1.22s

INCERC Bucuresti-Vr-77-NS

0.57s

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

T [s]

Amplitud

ineFourier

1.36s

2.15s0.81s

INCERC Bucuresti-Vr-86-NS

0

20

40

60

80

100

120

140

0.1 0.6 1.1 1.6 2.1 2.6 3.1 3.6 4.1 4.6T [s]

AmplitudineFourier

1.63s

1.46s

0.71s

IMGB Bucuresti-Vr-86-NS

1.34s

0.46s

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5T [s]

AmplitudineFourier

2.21s0.99s INCERC Bucuresti-Vr-90-EV

1.32s0.64s

0.32s


11/29

Soluia de reabilitare cudispozitive de izolare a bazei

radier generalh= 60 cm

m= 126 t

IS3s sTTsT CC 6,123

k= 4,92 kN/cm

c= 0,47 kNs/cm

IS4.8s CTsT 38,4

k= 1,92 kN/cmc= 0,294 kNs/cm

%10

%10


12/29

Soluia de reabilitare cudispozitive de izolare a bazei

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

6 8 10 12 14 16 18t [s]

Deplasare[m]

STR IS3s IS4.8s

INCERC Bucuresti, 1977, NS

Deplasarea lateral la nivelul acoperiului

(nu conine deplasarea de corp rigid corespunztoaremicrii terenului i deformrii izolatorilor seismici)


13/29

Soluia de reabilitare cudispozitive cu amortizare vscoasplasate n structur

diagonale din oel

3240k1 kN/cm

2900k2 kN/cm

DAMP1 c=10 kNs/cm

DAMP2 c=100 kNs/cm


14/29

Soluia de reabilitare cudispozitive cu amortizare vscoasplasate n structur

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

6 8 10 12 14 16 18t [s]

Deplasare[m]

STR DAMP1 DAMP2

INCERC Bucuresti, 1977, NS


(nu conine deplasarea de corp rigid corespunztoare micrii terenului)


15/29

Soluia de reabilitare cudispozitive cu mas acordat

TMD m= 9,21 t = 2,1% M

k =

ca =

F F

xxaa usignucF

kN/cm4,18

kNs/cm0,0597ka = 362 kN/cm

0,4


16/29

Rspunsul structurii pentru accelerogramaINCERC Bucureti, 1977, componenta NS

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

6 8 10 12 14 16 18t [s]

Deplasare[m

]

STR TMD IS4.8s DAMP2




17/29

Rspunsul structurii pentru accelerogramaINCERC Bucureti, 1977, componenta NS

Fora tietoare de baz

-1200

-800

-400

0

400

800

1200

1600

6 8 10 12 14 16 18t [s]

FotaTaietoaredeBaza[kN

]

STR TMD IS4.8s DAMP2


18/29

Comparaii privind fora tietoare de bazmaxim

0.0

200.0

400.0

600.0

800.0

1000.0

1200.0

1400.0

1600.0

FortaTaietoaredeBaza

[kN]

STR 1537.8 464.3 438.7 556.6

TMD 1558.6 444.9 433.4 538.0

IS4.8s 181.9 33.4 22.1 22.1

DAMP2 717.5 344.1 235.4 364.3

INCERC77 INCERC86 IMGB86 INCERC90

614 kN

Fora tietoare de baz maxim


19/29

Comparaii privind fora tietoare de bazmaxim

Reducereaforei tietoare de baz maxime(de 8,46 ori n cazul IS4.8s; de 2 ori n cazulDAMP2)

-88%

-26%

-46%

1%

-4% -1% -3%

-93% -95% -96%

-53%

-35%

-100%

-90%

-80%

-70%

-60%

-50%

-40%

-30%

-20%

-10%

0%

10%

Fb_control/Fb_structura

TMD 1% -4% -1% -3%

IS4.8s -88% -93% -95% -96%

DAMP2 -53% -26% -46% -35%


rspuns elastic rspuns inelastic


20/29

Comparaii privind deplasarea lateralmaxim la nivelul acoperiului

Deplasarea lateral maxim la nivelul acoperiului

0.0000

0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0.1000

0.1200

0.1400

0.1600

Deplasare[

m]

STR 0.1390 0.0410 0.0402 0.0593

TMD 0.1448 0.0410 0.0398 0.0577

IS4.8s 0.0123 0.0024 0.0021 0.0029

DAMP2 0.0343 0.0105 0.0074 0.0096




21/29

Comparaii privind deplasarea lateralmaxim la nivelul acoperiului

Reducerea deplasrii laterale maxime de la nivelul acoperiului(de 11,3 ori n cazul IS4.8s; de 4 ori n cazulDAMP2)

-91%

-74%

-81%

4%0%

-1% -3%

-94% -95% -95%

-75%

-84%

-100%

-90%

-80%

-70%

-60%

-50%

-40%

-30%

-20%

-10%

0%

10%

max_control/

m

ax_structura

TMD 4% 0% -1% -3%IS4.8s -91% -94% -95% -95%

DAMP2 -75% -74% -81% -84%


rspuns elastic rspuns inelastic


22/29

Spectre de rspuns

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 t [s]

Acceleratie[m/s2]

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Deplasare[m]

INCERC 77 aINCERC 86 a

INCERC 77 d

INCERC 90 a

IMGB 86 a

a- spectrele acceleraiilor absolute de rspuns

d-spectrul deplasrilor elastice

%5


23/29

Concluzii

Caracteristicile elastice i de amortizare trebuie alese a. . structura sfie ndeprtat ct mai mult de zona de rezonan cu oscilaiilepredominante ale terenului

Perioada fundamental a structurii izolate trebuie s fie cel puin egalcu , acoperind astfel i situaia majorrii perioadei predominantede oscilaie a terenului

Tributul utilizrii izolatorilor seismici: valori mari ale deplasrii laterale,inacceptabile n cazul existenei unor cldiri adiacente(cca 30 cmpentru i 50 cm pentru )

n cazul utilizrii unor izolatori seismici mai rigizi, structura va efectuacu siguran incursiuni n domeniul postelastic de comportare

C1 3TT C1 2TT

Dispozitivele de izolare a bazei:


24/29

Concluzii

Elimin problema deplasrii laterale mari de corp rigid, caracteristicdispozitivelor de izolare a bazei

Cldirea are incursiuni in domeniul postelastic, dar n limitelecapacitilor de rezisteni de deformare

Amortizorii vscoi n structur:

Dispozitivele de tip TMD:

Sunt ineficiente n cazul aciunilor cu band larg de frecvene,specific micrilor seismice


25/29

Concluzii

Rezultatele obinute trebuie corelate cu parametriifizico-mecanici i dinamici ai dispozitivelor pasivecare se pot realiza practic.


26/29

Viaa bate teoria!


27/29


28/29


29/29

Teoria este teorie. Practica ne omoar!

dispozitive inovative

Documents