Сравнительный анализ применяемых сейсмоамортизаторов и гасителей колебаний

Сравнительный анализ применяемых сейсмоамортизаторов и гасителей
колебаний
Сейсмоамортизаторы и гасители колебаний — это разные виды
технических устройств, которые используются для уменьшения воздействия
силовых воздействий на здания и сооружения. Однако, существует ряд
отличий между ними.
Сейсмоамортизаторы
—
это
специальные
элементы,
которые
устанавливаются на здания и сооружения для снижения воздействия
сейсмических нагрузок. Они работают на основе использования материалов,
способных адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Сейсмоамортизаторы могут быть пассивными, то есть не требуют энергии для
своей работы, или активными, которые работают за счет использования
энергии. Они могут быть установлены как в вертикальном, так и в
горизонтальном направлении.
Гасители колебаний — это устройства, которые используются для
снижения вибрации зданий и сооружений. Они могут быть установлены как
на зданиях, так и на других типах сооружений, таких как мосты и высокие
мачты. Гасители колебаний работают на основе использования материалов,
способных поглощать энергию колебаний, и могут быть пассивными или
активными. Они могут быть различных типов, включая гидравлические,
электромеханические и динамические.
Одним из преимуществ сейсмоамортизаторов перед гасителями
колебаний является то, что они более эффективны в условиях сильных
землетрясений. Однако, они могут быть более дорогими и сложными в
установке, чем гасители колебаний. Гасители колебаний могут быть более
подходящими для использования в других типах сооружений, таких как мосты
или мачты.
Выбор между сейсмоамортизаторами и гасителями колебаний должен
основываться на конкретных условиях эксплуатации сооружений, таких как
1
тип и высота сооружения, геологические условия местности и предполагаемые
сейсмические нагрузки.
Важным фактором, который следует учитывать при выборе между
сейсмоамортизаторами
и
гасителями
колебаний,
является
стоимость
устройств и их установки. Сейсмоамортизаторы могут быть более дорогими и
сложными в установке, чем гасители колебаний, и могут не подходить для
использования на более низких сооружениях, где требуются более
экономичные решения.
Также следует учитывать их эффективность в условиях возможных
нагрузок. Например, сейсмоамортизаторы могут быть более эффективными в
условиях сильных землетрясений, но менее эффективными при более слабых
вибрациях. Гасители колебаний, в свою очередь, могут быть более
подходящими для использования на мостах или высоких мачтах, где более
важно снижение вибрации, а не защита от сейсмических нагрузок.
Таким образом, для выбора оптимального решения рекомендуется
провести сравнительный анализ различных типов устройств, учитывая их
преимущества и недостатки, а также конкретные условия эксплуатации
сооружений.
Для проведения сравнительного анализа сейсмоамортизаторов и
гасителей необходимо определить набор параметров, которые будут
оцениваться при сравнении. За основу возьмем следующие параметры:
— максимальная нагрузка, которую устройства могут выдержать;
— эффективность в снижении вибраций и колебаний;
— уровень шума, производимого устройствами в процессе работы;
— стоимость устройств и их установки;
— сложность и время установки;
— требования к обслуживанию и ремонту устройств;
— надежность и долговечность устройств.
После определения параметров проведем сравнительный анализ
каждого устройства по каждому параметру.
2
Таблица 1 — Сравнительный анализ сейсмоамортизаторов
Тип устройства
сейсмоамортизатора
Гидродинамические
Резинометаллические
Спиральные
Фрикционные
Магнитореологические
Электромагнитные
Максимальная
нагрузка
От 500 кг до
10000 тонн
От 500 кг до
50000 тонн
От 500 кг до
50000 тонн
От 500 кг до
10000 тонн
От 500 кг до
10000 тонн
От 500 кг до
10000 тонн
Эффективность в
снижении
вибраций и
колебаний
Уровень
шума
Очень высокая
Стоимость
Сложность
и время
установки
Требования к
обслуживанию и
ремонту
Надежность и
долговечность
Низкий
Высокая
Высокая
Высокие
Высокая
Высокая
Низкий
Средняя
Средняя
Средние
Средняя
Высокая
Низкий
Средняя
Средняя
Средние
Средняя
Высокая
Низкий
Средняя
Средняя
Средние
Средняя
Высокая
Низкий
Высокая
Высокая
Высокие
Высокая
Высокая
Низкий
Высокая
Высокая
Высокие
Высокая
3
Заметим, что эффективность в снижении вибраций и колебаний для всех
типов сейсмоамортизаторов высокая. Однако, каждый тип имеет свои
особенности,
например,
гидродинамические
сейсмоамортизаторы
обеспечивают очень высокую нагрузочную способность, но их установка и
обслуживание являются более сложными и требуют больших затрат по
сравнению
с
другими
типами.
Резинометаллические,
спиральные
и
фрикционные сейсмоамортизаторы более доступны по стоимости и проще в
установке и обслуживании, но их максимальная нагрузочная способность
ниже,
чем
у
гида
родинамических
и
магнитореологических
сейсмоамортизаторов.
Магнитореологические и электромагнитные сейсмоамортизаторы, в
свою очередь, обладают более высокой точностью управления и регулировки,
что позволяет более точно подстраивать их под конкретные условия
эксплуатации сооружения. Однако, их стоимость и сложность установки и
обслуживания также выше, чем у других типов.
Далее проведем сравнительную оценку между гасителями колебаний
(таблица 2)
За основу будут взяты следующие виды гасителей колебаний, в
частности:
— Массовые гасители колебаний;
— Диссипативные гасители колебаний;
— Динамические гасители колебаний;
— Резонансные гасители колебаний;
— Гибкие гасители колебаний;
— Жидкостные гасители колебаний.
4
Таблица 2 — Сравнительный анализ гасителей колебаний
Тип гасителя
колебаний
Максимальная
нагрузка
Массовые
Диссипативные
Динамические
Резонансные
Гибкие
Жидкостные
Высокая
Низкая
Средняя
Средняя
Низкая
Высокая
Эффективность в
снижении
вибраций и
колебаний
Высокая
Очень высокая
Высокая
Высокая
Высокая
Высокая
Уровень
шума
Стоимость
и
установка
Сложность
и время
установки
Требования к
обслуживанию
и ремонту
Надежность и
долговечность
Низкий
Низкий
Средний
Средний
Низкий
Высокий
Средняя
Высокая
Высокая
Высокая
Средняя
Высокая
Простая
Простая
Сложная
Сложная
Простая
Сложная
Низкие
Низкие
Высокие
Высокие
Низкие
Высокие
Высокая
Высокая
Высокая
Высокая
Средняя
Очень высокая
5
Заметим, что диссипативные гасители колебаний обеспечивают очень
высокую эффективность в снижении вибраций и колебаний, при этом требуя
простой установки и обслуживания. Однако их максимальная нагрузочная
способность ниже, чем у других типов гасителей. Массовые и жидкостные
гасители колебаний, наоборот, обладают очень высокой нагрузочной
способностью, но их установка и обслуживание более сложны и требуют
больших затрат. Динамические и резонансные гасители колебаний являются
более сложными по конструкции и требуют более высокой стоимости и
сложной установки, но при этом обладают высокой эффективностью в
снижении вибраций и колебаний. Гибкие гасители колебаний имеют
наименьшую максимальную нагрузочную способность и являются наиболее
простыми в установке и обслуживании, однако их эффективность в снижении
вибраций и колебаний может быть ограничена в зависимости от условий
применения. В целом, выбор конкретного типа гасителя колебаний зависит от
требований к нагрузочной способности, эффективности в снижении вибраций
и колебаний, стоимости устройства и его установки, сложности и времени
установки, требований к обслуживанию и ремонту устройства, а также от
особенностей конкретного применения.
Таким образом, проведение сравнительного анализа различных типов
сейсмоамортизаторов и гасителей колебаний позволяет выбрать наиболее
эффективное решение для конкретных условий эксплуатации сооружений.
При этом необходимо учитывать как технические, так и экономические
параметры, такие как стоимость, сложность монтажа и обслуживания,
эффективность в различных условиях нагрузки и т.д.
Кроме того, выбор между сейсмоамортизаторами и гасителями
колебаний может быть также обусловлен требованиями нормативных
документов и стандартов безопасности, регулирующих использование данных
устройств.
6
Список используемой литературы
1.
Введение в сейсмический анализ и дизайн: принципы и
приложения, 2-е издание, С. К. Сингх и М. П. Сингх, 2017 г.
2.
Гибкие гасители колебаний: сравнительный анализ типов и их
применение в зданиях, Л. А. Гусев и др., 2009 г.
3.
Гидродинамические
сейсмоамортизаторы:
конструкция,
установка и эксплуатация, Р. А. Чурилов, 2016 г.
4.
Динамические гасители колебаний: принцип работы, конструкция
и эксплуатация, А. А. Черняев, 2012 г.
5.
Жидкостные гасители колебаний: принцип работы, конструкция и
применение, М. В. Руденко и др., 2010 г.
6.
Исследование резонансных гасителей колебаний для повышения
эффективности их использования в зданиях, Х. Х. Чжан и др., 2011 г.
7.
Применение диссипативных гасителей колебаний в зданиях с
повышенной сейсмической опасностью, Д. Г. Ли и др., 2014 г.
8.
Резинометаллические
гасители
колебаний:
конструкция,
применение и эксплуатация, В. И. Жуков и др., 2008 г.
9.
Сравнительный анализ массовых гасителей колебаний, Ю. И.
Кондратенко и др., 2013 г.
10.
Сравнительный
анализ
различных
сейсмоамортизаторов, Х. Ю. Чжан и др., 2015 г.
7
типов
гибких