1
0
Ученые из Мадридского политехнического университета и Вятского государственного университета совместили два вида сейсмических амортизаторов и сконструировали новый тип устройства, которое позволит снизить риск землетрясений для зданий и сооружений.
В последние десятилетия традиционный сейсмический подход к проектированию уступил место тренду пассивного рассеивания энергии. Такие системы признаны эффективными и недорогими, энергия в них подается на специальные устройства – сейсмические амортизаторы. К их числу относится вязкоупругий демпфер, контролирующий вибрацию конструкции за счет деформации сдвига и соответствующего рассеивания энергии вязкоупругого материала. Другой тип представлен гистерезисными демпферами, увеличивающими поперечную жесткость конструкции и способными рассеивать большое количество энергии за счет пластической деформации металлов.
Одна из перспективных разработок осуществлена учеными Мадридского политехнического университета – они предложили новый сейсмический демпфер скобового типа, предназначенный для сейсмозащиты конструкций. Основанный на сборке «труба в трубе», он состоит из двух полых конструктивных секций. Наружная имеет ряд полос, образованных путем устройства прорезей в стенке, и приваривается к внутренней полой секции таким образом, чтобы при раскосе демпфера, подвергаясь принудительному смещению в направлении своей оси, полосы рассеивали энергию за счет деформации при изгибе/сдвиге.
Идея одновременно использовать преимущества как гистерезисного, так и вязкоупругого демпферов, и сконструировать новый тип сейсмического амортизатора возникла у испанских разработчиков. В качестве решения было предложено помещать в созданный ими гистерезисный демпфер специальный вязкоупругий материал, который будет первым воспринимать сейсмические нагрузки и обеспечит дополнительные потери энергии колебаний.
Требуемый материал создал российский ученый Юрий Юркин, зав. кафедрой строительных конструкций и машин Вятского государственного университета.
Новый материал соединил в себе такие взаимоисключающие свойства, как жесткость, эластичность, высокий тангенс угла механических потерь. Основное преимущество материала, созданного ученым из Кирова, заключается в способности к саморасширению. «Тонкая полоска материала помещается в полость между трубами демпфера путем нанесения на внутреннюю поверхность – при нагревании материал расширяется, соединяя трубы намертво. В результате на маленьких деформациях работает вязкоупругий материал, на больших – металлическая конструкция. Так воплощена идея создания вязкоупругого гистерезисного демпфера», – рассказал Юрий.
Для проведения испытаний нового демпфера была сооружена конструкция из железобетонных колонн, на которые опирается монолитное балочное железобетонное перекрытие. Модель включает диагональные элементы – вертикальные связи со встроенным демпфером – и располагается на вибростоле, имитирующем землетрясение. 29 июня тест был успешно завершен: конструкция выдержала землетрясение.
Источник — Минобрнауки России
