Описание проекта
Землетрясения представляют немало проблем всему мировому обществу. И, хотя в современном мире разработано множество различных решений, защищающих здания от разрушений, актуальность данной проблемы не исчерпывает себя, ведь количество смертей и затраты на восстановление инфраструктуры безусловно остаются огромными.
Даже не углубляясь далеко в историю, можно ощутить всю важность, всю значимость исследований в данной области. Например, землетрясение в Кемеровской области в 2013 году, ущерб более 1,5 миллиардов рублей, Невельск, 2007 год, 11,5 миллиардов рублей и это только часть крупных землетрясений в России за последнее время. Ну и, конечно, следует упомянуть Турцию, более 50 000 смертей.
Существует много методов борьбы с землетрясениями, это виброизоляция сейсмической нагрузки, применение адаптируемых конструкций и многое другое, но наиболее перспективными и экономически целесообразными являются системы пассивного рассеивания энергии.
Самыми распространёнными сейсмическими амортизаторами являются гистерезисные и вязкоупругие демпферы.
- Вязкоупругие (устройства, воспринимающие только слабые толчки землетрясения);
- И гистерезисные (устройства, включающиеся в работу только при сильных толчках).
В связи с этим возникла идея объединить вязкоупругий и гистерезисный демпфер и гасить колебания при землетрясениях любой магнитуды.
Решение предлагалось следующее.
В Испании разработали гистерезисный демпфер скобового типа. Он состоит из сборки «труба в трубе» из двух обычно доступных полых конструктивных секций.
Наша команда разрабатывает терморасширяющийся вязкоупругий материал, который помещается в полость между трубами гистерезисного демпфера, далее производится нагрев, материал расширяется, вулканизуется, сцепляет трубы между собой и мы получаем новый вид сейсмического демпфера, включающийся в работу при землетрясениях любой магнитуды.
Разрабатываемый материал будет применяться как в вязкоупругих демпферах, так и в многокомпонентных
гистерезисно-вязкоупругих демпферах, используемых для решения всего комплекса задач по защите
сооружений, строительных конструкций, оборудования и трубопроводов от операционной вибрации,
сейсмических, импульсных, ударных, взрывных нагрузок и особых динамических воздействий. Демпфер, в
составе которого будет испытываться опытный образец разрабатываемого материала, состоит из сборки
«труба в трубе» из двух обычно доступных полых конструктивных секций. Наружная полая секция демпфера
типа "труба в трубе" (TTD) имеет ряд полос, образованных путем устройства ряда 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. На данный момент построено 3 здания в городе Гранада в Испании с применением данного
демпфера. Разрабатываемый материал будет соединять между собой металлические трубы, тем самым
материал первым воспримет сейсмические нагрузки и обеспечит дополнительные потери энергии
колебаний.В результате демпфер будет гасить весь спектр колебаний земли, уменьшая или полностью
устраняя нагрузку от землетрясений на основные элементы здания, защищая их от разрушения.
Заказчиком выступает Мадридский политехнический университет с выдвижением к материалу следующих требований:
- Тангенс угла механических потерь - не менее 0,3 у.е.;
- Максимальная деформативность при разрыве - не менее 120%;
- Модуль сдвига при 100% деформации - не менее 0,1 МПа;
- Терморасширение минимум в 1,5 раза.
Подробнее: О разработке ученых ВятГУ в эфире Рен ТВ
