[發(fā)明專利]吸收倒塌建筑物倒塌產(chǎn)生的地面振動的核電站隔振溝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210326818.3
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102926407A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉立威;湯東升;馬兆榮;彭雪平;陸曉琴;王曉村;劉立威;孫小兵;劉晉超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑物隔振技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種吸收倒塌建筑物產(chǎn)生的地面振動的隔振溝。?

背景技術(shù)

超大型冷卻塔是采用二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)的核電站中關(guān)鍵的建構(gòu)筑物。目前世界上并無核電站冷卻塔的建造經(jīng)驗。根據(jù)現(xiàn)有的行業(yè)認知，1000MW級別核電站的冷卻塔，塔高一般需要達到200m以上，零米直徑180m以上。計算發(fā)現(xiàn)，當超大型冷卻塔上部結(jié)構(gòu)在外部偶然荷載作用下，會產(chǎn)生整體下落、局部完整下落、局部碎片塌落等狀態(tài)。其中，整體下落造成的地面振動加速度最大，以距離塌落點200m處為例，豎向峰值振動加速度可達2.4m/s²，可視為Ⅷ度的當量地震。根據(jù)核電廠的整體規(guī)劃與布置，此級別的地面振動必然會對核島區(qū)域產(chǎn)生影響，會造成核島建筑物結(jié)構(gòu)應(yīng)力畸變、設(shè)備儀器儀表讀數(shù)突變等。?

為了減小冷卻塔塌落產(chǎn)生的地面振動對核島的影響，必須采取必要的措施降低此種地面振動。根據(jù)現(xiàn)有工程經(jīng)驗，主要有兩種減振思路。?

第一種可視為主動減振措施。主動減振是對超大型冷卻塔本身進行分析，研究各種極端偶然荷載作用下，超大型冷卻塔的破壞點及倒塌模式。針對各種荷載對應(yīng)的超大型冷卻塔破壞點與薄弱點，進行必要的結(jié)構(gòu)加強措施，如增強配筋、增加結(jié)構(gòu)延性等。此種方式可有效防止冷卻塔在多數(shù)偶然荷載作用下發(fā)生坍塌。但是主動減振仍然存在局限性，由于冷卻塔的結(jié)構(gòu)體型、地基條件、以及結(jié)構(gòu)設(shè)計認識的限制，無法對所有外部偶然荷載作用下冷卻塔結(jié)構(gòu)的薄弱點都進行結(jié)構(gòu)加強。此外，受限于目前施工作業(yè)水平，超大型冷卻塔塔體仍存在施工缺陷的可能性。因此在外部極端偶然荷載作用下，超大型冷卻塔仍具有倒塌的可能。此情況在相似的工程中曾多次出現(xiàn)。英國渡橋電廠的八座114米高的冷卻塔中的3座在一陣遠低于50年一遇的強風（基本風速約18.8?m/s，瞬時風速35.8?m/s）作用下先后倒塌，而其余的冷卻塔均出現(xiàn)了不同程度的裂縫，調(diào)查的結(jié)論是強度破壞。1973年，Ardeer電廠的單座137米高冷卻塔在中等風速倒塌。其倒塌原因是因為施工缺陷造成了環(huán)向應(yīng)力超標，在事故以前，塔身上就已出現(xiàn)了大量子午向裂縫。1979年，Bouchain的一座使用超過10年的冷卻塔在微風中倒塌，原因可能是施工時就已經(jīng)存在嚴重的幾何誤差并累計惡化。?

以上分析及實例說明，主動減振可極大的減小冷卻塔的倒塌可能性，但是并不能完全保證超大型冷卻塔不發(fā)生意外倒塌。?

第二種措施為被動減振措施。被動減振措施主要思想是在地面設(shè)置地面減振帶吸收振動能量，現(xiàn)有技術(shù)并無針對冷卻塔的被動減振措施。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種吸收倒塌建筑物產(chǎn)生的地面振動的隔振溝，其能夠有效吸收倒塌建筑物倒塌時產(chǎn)生的地面振動，降低倒塌建筑物倒塌時會被保護建筑物的影響，提高被保護建筑物的安全性。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：?

一種吸收倒塌建筑物產(chǎn)生的地面振動的隔振溝，所述隔振溝設(shè)于被保護建筑物與倒塌建筑物之間，所述隔振溝的橫斷面為等腰梯形，所述隔振溝包括有第一溝體及第二溝體，所述第二溝體靠近所述被保護建筑物設(shè)置，且所述第二溝體的橫斷面為等腰梯形，所述第一溝體及所述第二溝體內(nèi)分別填充有第一填充物及第二填充物，且所述倒塌建筑物處傳播介質(zhì)的波阻抗、所述第一填充物的波阻抗及所述第二填充物的波阻抗依次減小。

由波的特點可知，如果地震波在傳播過程中遇到像巖石中的層理面、節(jié)理面、斷層面和自由面，或者在傳播過程中介質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了變化時，那么地震波的一部分能量會從交界面反射回來，另一部分則折射過交界面進入第二種介質(zhì)。并且地震波由波阻抗大的介質(zhì)進入波阻抗小的介質(zhì)時，折射波的能量會大大衰減。也就是振動波以壓縮入射波的形式從振動源中心向外傳播，其介質(zhì)的波阻抗為ρ₁c₁，由于溝槽中空氣介質(zhì)的波阻抗ρ₂c₂遠遠小于ρ₁c₁，所以，通過自由面A進入隔振溝的地震波會衰減，能量大大減小。當隔振溝的深度足夠深時，只有小部分能量通過隔振溝底部介質(zhì)繞射到隔振溝另一側(cè)波阻抗為ρ₃c₃的介質(zhì)中。這樣隔振溝就可截斷地震波大部分能量向被保護建筑物傳播，即起到截波防震的效果。?