2014年度减灾救灾项目标准草案稿.doc

2014年度减灾救灾项目标准草案稿项目名称：建筑物智能防震装置项目标准草案稿提供单位：新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司二0一四年四月前 言 近年来,地震由于破坏性大又难以及时预报，成为主要自然灾害之一。当前世界各国把建筑物防震研究作为一项重大课题。然而现有建筑物的防震主要是在提高建筑物抗震强度上做研究，这种抗震结构成本高且抗震性能有限。世界仅有的橡胶隔震技术，不但成本高，且长期受到建筑物体自重的挤压，功能退化问题难于解决，另建筑物的重心平衡问题得不到根本解决，很难应用到一般建筑及高层建筑中去。本公司研制的建筑物智能防震装置解决了以上所出现的难题，值得大家研究与探讨，并制定出相关的国家标准。目 录一、 新技术项目名称建筑物智能防震装置1二、标准草案稿提供单位名称新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司1三、建筑物智能防震装置的原理概述与适用范围四、建筑物智能防震装置的结构示意工作原理及技术要求五、建筑物智能防震装置结构体与传统抗震结构体震动测试（试验方法）的效果对比分析（震动试验视频剪切图片资料）六、智能防震装置结构体与传统抗震结构体的震动测试(试验方法)的效果对比分析（视频资料）七、智能防震装置部件图片及相关标准制定说明八、附注说明及检验规则九、标准项目建议单位签字盖章的民政标准立项建议书十、结语十一、附件主要参考资料一、新技术项目名称建筑物智能防震装置二、 标准草案提供单位单位名称：新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司单位地址：新乡市新飞大道与马小营路口交叉处（货运中心北临）联系人：张德新联系电话手机子邮箱：1658711604网址：公司简介：公司专业运行建筑物智能防震装置项目的研发，拥有多项建筑物智能防震装置专利技术，填补了国内外建筑物智能减震、隔震、抗震产品的空白，为国家的经济建设和发展作出贡献。三、 建筑物智能防震装置的原理概述与适用范围 所谓建筑物智能防震装置新技术工作原理，就是在一般的建筑物与其基础之间的水平面位置安装滑动钢板剪切阻尼装置，当地震发生时，使之主动打开滑动钢板剪切阻尼装置，且快速递增阻尼力量，通过对（地震所释放能量而造成）地基运动加速度所产生的冲击力的吸收和消耗，主动抗震（柔抗）；且在建筑物的顶端，安装橡胶钢复合簧缓冲平衡装置，通过建筑物顶端橡胶钢复合簧发生变形快速产生反作用力，从而阻尼了建筑物倾斜晃动的力度，同时也增强了建筑物（自动控制）重心的平衡能力，缩小了建筑物上部摇摆的晃动范围、避免了建筑物与地基共振现象的发生，从而减小了地震的破坏力度。建筑物智能防震新技术的主导思路就是“你强我若、你若我更强”，在运动中制服对方。而传统的抗震方法只是将地震看作是一种力的作用，通过增强建筑物体的刚度和强度实行被动抗震（硬抗），成本高且效果并不理想。适用范围：该装置适用于各类建筑物、构筑物、桥梁等工程项目的减震，也适用于大型振动设备的减震。四、建筑物智能防震装置的结构示意工作原理及技术要求关键词智能抗震；智能隔震减震；运动剪切阻尼板；阻尼柱；阻尼柱胀套；橡胶垫层；橡胶钢复合簧；反作用力；（1）、如下图1、2、3、4、5、结构示意在运动剪切上阻尼钢板7（以下简称上阻尼板）和下钢板4之间增设了运动剪切中阻尼钢板6（以下简称中阻尼板），上阻尼板7锚固在上支撑体12（建筑物体）的下端面，下钢板4锚固在下支撑体3的上端面，上阻尼板与中阻尼板紧配滑动连接后，在钢索8与活动钢索9通过之处组合成上下小（使钢索顺利通过）而中间大的腰鼓型圆锥体孔洞。在中阻尼板6与下钢板板4之间设置橡胶垫层5与（上段粗圆锥下段细直形的钢柱体，且上段粗的圆锥体应满足插入中阻尼板台阶孔洞上部的细小孔洞内）阻尼柱13以及（中空为上小下大的圆锥体形孔洞）胀套19，在中阻尼板6（阻尼柱13对应处）预留上部细小而下部粗大的直圆形台阶孔洞18。阻尼柱13与其上部的胀套19紧配合后置入中阻尼板6下部粗大的台阶孔洞内，且胀套19的上端面与中阻尼板6下部粗大的台阶孔洞的上端面相接触，阻尼柱13的下端面与下钢板4的上端面相接触。地震发生时，向上的冲击力使胀套19变形胀大或破裂，阻尼柱13上段粗圆锥体逐步上移或进入中阻尼板6上部的细小孔洞18内，从而阻尼与吸收向上的冲击力，减弱上支撑体12（建筑物体）受到纵向剪切的破坏强度，同时中阻尼板6与下钢板4之间的橡胶垫层5及橡胶块20通过变形吸收地震向上的冲击力，减缓了建筑物体纵向剪切的破坏强度。由于上阻尼板7与中阻尼板6的滑动连接，且在此平面位置设置的摩擦系数为最小值（在整个建筑物体中），地震发生时，横向的冲击力使此平面位置的上阻尼板7与中阻尼板6主动剪切打开，从而减弱了上支撑体12（建筑物体）受到横向剪切破坏的强度。（2）、如下图1、2、3、4、5、结构示意下尖上宽三角形钢锲板14与17的上端与中阻尼板锚固连接，下锚固钢板16与下活动支撑钢板15之间设置橡胶钢复合体弹簧。地震发生时，向上的冲击力使三角形钢锲板14与17进入下支撑体3与下活动支撑钢板15的空隙内，使下活动支撑钢板15与下锚固钢板16之间的间距变小，下活动支撑钢板15与下锚固钢板16之间的橡胶钢复合簧发生形变产生反作用力，使上阻尼板与中阻尼板递增阻尼能力，从而进一步减缓上支撑体12（建筑物体）受到橫向剪切破坏的强度。（3）、如下图1、2、3、4、5、结构示意上橡胶钢复合簧10（以下简称上复合簧），上橡胶钢复合簧钢体压板11（以下简称上压板），活动钢索9。地震发生时，横向的冲击力使上阻尼板7与中阻尼板6之间剪切打开，在此位置内的活动钢索9发生受力形变，使上支撑体12的上端面与上压板11的下端面间距变小，橡胶钢复合簧10发生变形产生反作用力，使上阻尼板7与中阻尼板6之间递增阻尼力量，从而减缓了上支撑体12横向的剪切破坏。如图7、9所示，当建筑物体由于自身的惯性向左方发生倾斜力时，建筑物体右方顶端的上橡胶钢复合簧10受压变形产生完全相同、但方向相反的作用力来阻止整个建筑物向左方倾斜，起到了平衡杠杠的作用，并且避免了建筑物与地基共振现象的发生，从而达到了震而不倒之目的。（4）附图说明图1是平衡状态时的结构示意，图2是图1的c处局部放大示意，图3是图1的A向局部示意，图4是运动状态时（纵向）的结构示意图，图5是运动状态时（横向）的结构示意图，图6是传统抗震建筑物体平衡状态时的结构示意，图7是智能减震柔性抗震建筑物体平衡状态时的结构示意，图8是传统抗震建筑物体运动状态时的结构示意，图9是智能减震柔性抗震建筑物体运动状态时的结构示意图。 图图图1 图4 图1 图2、3 图4 图5 图6 图7 图8 图9五、建筑物智能防震装置结构体与传统抗震结构体震动测试（试验方法）的效果对比分析（震动试验视频剪切图片资料）两个结构完全相同的建筑物体，在同一个震动平台上，在同样的震动效果下，传统抗震结构的建筑物体模型瞬间倒塌，而另一边（安装了智能隔震减震装置）智能防震结构的建筑物体模型却在强烈震动的地基上跳起了舞蹈，似乎有了强壮的“筋骨”，只是在一定范围内小幅移动，丝毫没有要倒塌的迹象（两个建筑物体模型是四分之一比例且完全相同的二层砖混结构）。 以下图片为震动试验视频剪切图：下图：震动前的平衡状态：左边红色的为传统抗震结构的建筑物体，右边绿色的为智能防震结构的建筑物体（安装了智能隔震减震装置）下图：震动瞬间：（红色传统抗震结构体已遭到破坏，绿色智能防震结构体毫发未损）。右图：震动瞬间（红色传统抗震结构体轰然倒塌，绿色智能防震结构体毅然而立）。下图：震动停止（红色传统结构体已坍塌，绿色智能防震结构体毫发未损）。 上图：震动前的平衡状态（智能防震结构体与基础之间设为红色标记）。 上图：震动瞬间（横向的冲击力使智能抗震结构体与基础瞬间滑动剪切打开，从而减弱了智能防震结构体受到横向剪切破坏的强度）。 上图：震动瞬间（智能防震结构体与基础复位瞬间）。 上图：震动瞬间（智能防震结构体与基础再次被滑动剪切打开的瞬间）。 上图：震动瞬间：（上阻尼钢板与下阻尼钢板主动滑动剪切打开瞬间；基础发生横向运动时，减弱了智能防震结构体横向剧烈的剪切破坏）。 上图：震动瞬间：（上下滑动剪切阻尼钢板复位闭合的瞬间）。左上图：（震动过程中，智能防震结构体与基础重复剪切打开的瞬间）。上图：震动停止智能防震结构体毫发未损。上图：震动前（右边的结构体待装智能隔震减震装置时的平衡状态）。上图：震动瞬间（左边传统抗震结构体发生共振倾覆的瞬间，而右边智能防震结构体时刻自动掌控自身的平衡，从而阻止了共振现象的发生，达到了震而不倒之目的）上图：震动停止，传统抗震结构体轰然倒塌，而智能防震结构体（安装了智能隔震减震装置）毫发未损。六、智能防震装置结构体与传统抗震结构体的震动测试（试验方法）效果对比分析的（视频资料）视频实拍参考资料：网上文字搜索智能抗震即可进入视频资料内容。网址：七、智能防震装置部件图片及相关标准制定说明上图：智能防震装置上端或下端滑动剪切阻尼钢板；材质为国标钢板；钢板厚度15mm30mm；钢板平面要求平整光滑，钢板平面尺寸及形状以建筑物下支撑体的紧配合断面为准；中间圆锥体为国标钢材经过高温硬退化处理的、圆锥体与滑动剪切阻尼钢板紧配合处洞口直径大于100mm圆锥孔45度（上下圆锥孔内注满黄油）为宜；锚固钉孔洞为螺纹直孔、孔径粗细尺寸及数量要求以建筑规范要求为准。上图：增加了锚固钉的上、下滑动剪切阻尼钢板；锚固钉采用直螺纹连接后增加现场补焊加固连接，焊接要求以建筑规范要求为准，锚固钉不可超出上、下滑动剪切阻尼钢板的平面位置，锚固钉直径的粗细尺寸、长短尺寸以及数量要求以建筑规范要求为准。上图：滑动剪切阻尼钢板分件图片上图：上、下滑动剪切阻尼钢板与橡胶钢复合簧及部分构件图片 上图：上下滑动剪切阻尼钢板准备滑动连接 上图：上、下滑动剪切阻尼钢板连接过程 上图：上下阻尼钢板滑动连接合成的图片。上图：橡胶钢复合弹簧下钢板：材质要求国标钢板、厚度10mm、平面尺寸满足钢复合弹簧要求;钢复合弹簧上压板：材质要求国标钢板，厚度50mm、内孔及内丝纹应满足与调节振动空心杆外丝纹紧配合，平面尺寸应大于钢复合弹簧上平面满足后续锚固端锚固要求；调节振动空心杆：材质要求国标钢板、内孔直径应满足实心钢丝绳顺利通过、壁厚15mm（不包括丝纹厚度）、高度20mm；橡胶钢复合弹簧：内孔直径应大于调节振动空心杆外径20mm；正常弹跳力1.5T以上（实测）、正常运动范围30mm以上(实测)、正常震动次数200（实测）以上。上图：(网上图片)实心钢丝绳：采用国标实心钢丝绳、破断力3T以上上图：（网上图片）实心钢丝绳端部锚固：实心钢丝绳端部锚固采用上图（e）固结（绳扣采用国标件），另在钢复合弹簧上压钢板上加装(现场焊接)圆形钢套筒(钢套筒壁厚10mm、钢套筒壁的中上部设有两个对称的圆形孔)，在两个圆形孔及实心钢丝绳固结端部（e）环圈内穿插一两端有丝纹的钢螺杆（螺杆直径大于30mm），紧配合后拧紧钢螺杆两端的螺帽，调试结束后浇灌C35混凝土，使增设锚固钢筋的钢复合弹簧上压钢板、调节振动空心杆、钢丝绳锚固端（）、钢螺杆等凝固为一体。八、附注说明及检验规则建筑物智能防震装置的防水及透气氧化问题的处理，执行国家建筑规范中地下室、屋面防水及钢筋混凝土保护层的相应标准；待建筑物滑动剪切阻尼钢板全部安装完毕及建筑物底座连成一体后，用侧向动力数据检验规则测试出该建筑物在该平面(滑动剪切阻尼钢板装置的滑动平面位置)的摩擦系数（F），该摩擦系数（F）是调节振动空心杆调节配力大小的重要依据，也是整个建筑物受到外力作用时阻尼数据的主要参数。九、民政标准立项建议书附件：民政标准立项建议书*项目名称1(中文)建筑物智能防震装置*项目名称(英文)Building intelligent shockproof device*标准类型国家标准行业标准推荐性标准强制性标准 基础 管理 产品 方法 安全 卫生 环保 其他 *制定或修订2制定修订被修订标准号采用国际标准3请选择采标号一致性程度标识IDTMODNEQ采标中文名称采用快速程序FTP快速程序代码请选择*技术委员会 (或)技术归口部门4民政部业务主管司局*起草单位5新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司*拟完成时限6 2014年 5 月至 2015 年 5 月 *目的、意义所谓建筑物智能防震装置新技术，就是在一般的建筑物与其基础之间的水平面位置安装滑动钢板剪切阻尼装置，当地震发生时，使之主动打开滑动钢板剪切阻尼装置，且快速递增阻尼力量，通过对（地震所释放能量而造成）地基运动加速度所产生的冲击力的吸收和消耗，主动抗震（柔抗）；且在建筑物的顶端，安装橡胶钢复合簧缓冲平衡装置，通过建筑物顶端橡胶钢复合簧发生变形快速产生反作用力，从而阻尼了建筑物倾斜晃动的力度，同时也增强了建筑物（自动控制）重心的平衡能力，缩小了建筑物上部摇摆的晃动范围、避免了建筑物与地基共振现象的发生，从而达到减小地震破坏之目的。建筑物智能防震新技术的主导思路就是“你强我若、你若我更强”，在运动中制服对方这一新理念。而传统的抗震方法只是将地震看作是一种力的作用，通过增强建筑物体的刚度和强度实行被动抗震（硬抗），成本高且效果并不理想。随着建筑物智能防震新技术的应用与发展，使建筑物自身大大增强了抗震性能，达到大震变小、小震变了之目的。改变人们对建筑物抗震设计的传统思路，建立人们对建筑物智能减震设计的新思路，减少不必要的建材（如钢筋、混凝土等）浪费，对我国有限的自然资源与生态环境起到举足轻重的保护作用，对人民生命安全及财产保护起到非同小可的意义。希望通过更多的科技研发，使我们的建筑物能够具备更多更好的抗震性能，能够抵御自然灾害的发生，为人类造福，为社会贡献。*适用范围和主要技术内容适用范围：建筑物智能防震装置适用于各类建筑物、构筑物、桥梁等工程项目的智能减震，也适用于大型振动设备的减震。建筑物智能防震新技术主要内容，就是在一般的建筑物与其基础之间的水平面位置安装滑动钢板剪切阻尼装置，当地震发生时，使之主动打开滑动钢板剪切阻尼装置，且快速递增阻尼力量，通过对（地震所释放能量而造成）地基运动加速度所产生的冲击力的吸收和消耗，主动抗震（柔抗）；且在建筑物的顶端，安装橡胶钢复合簧缓冲平衡装置，通过建筑物顶端橡胶钢复合簧发生变形快速产生反作用力，从而阻尼了建筑物倾斜晃动的力度，同时也增强了建筑物（自动控制）重心的平衡能力，缩小了建筑物上部摇摆的晃动范围、避免了建筑物与地基共振现象的发生，从而减小了地震的破坏力度，使建筑物达到震而不倒之目的。建筑物智能防震新技术的主导思路就是“你强我若、你若我更强”，在运动中制服对方这一新理念。强制性标准主要强制内容及理由本文所述建筑物智能防震装置的标准，不仅要在7度以上设防地区作为强制性标准，在7度以下设防地区也应作为强制性标准。事实与理由：随着建筑物智能防震新技术的应用与发展，使建筑物自身大大增强了抗震性能，达到大震变小、小震变了之目的。改变人们对建筑物抗震研发、设计的传统思路，建立人们对建筑物智能减震、柔性抗震的新思路，增强人们对建筑物智能防震新技术采取的“你强我若、你若我更强”，在运动中制服对方这一新理念，减少不必要的建材（如钢筋、混凝土等）浪费，对我国有限的自然资源与生态环境起到举足轻重的保护作用，对人民生命安全及财产保护起到非同小可的实际意义。希望通过更多的科技研发，使我们的建筑物能够具备更多更好的抗震性能，能够抵御自然灾害的发生，为人类造福，为社会贡献。*国内外情况简要说明近年来,地震由于破坏性大又难以及时预报，成为主要自然灾害之一。当前世界各国把建筑物防震研究作为一项重大课题。然而现有建筑物的防震主要是在提高建筑物抗震强度上做研究，这种抗震结构成本高且抗震性能有限。世界现有的橡胶隔震技术，不但成本高，且长时间受到建筑物体自身的挤压，功能退化问题难于解决，另建筑物的重心平衡问题得不到实际控制，很难应用到一般建筑与高层建筑中去。*项目建议单位（标准牵头起草单位）意见负责人签字：张德新 单位盖章：新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司 2014年 4 月 28 日 联系人：张德新 联系方式机电子邮件： 1658711604 *业务主管部门意见7负责人签字： 单位盖章： 年 月 日备注中国建筑已步入智能减震时代，势不可挡。注1 表格项目中带 * 号的为必须填写项目，本表可根据填写需要予以适当调整；拟将地方标准推荐转化为国家标准、行业标准的，除填写本表并附标准草案外，另附有关具体情况说明。注2 修订标准必须填被修订标准号，多个被修订标准号之间用半角逗号“,”分隔。注3 如采用国际标准先选择组织名称，再填采标号及一致性程度标识，多个采标号之间用半角逗号“,”分隔。注4 未建立标准化专业技术委员会的民政业务领域，由相应司局承担技术归口职责。注5 标准起草单位及人员构成应注意合理性，除管理部门外，宜有标准使用单位及标准化专业机构或人员参与。排名第一的标准起草单位为标准起草牵头单位。注6 标准制修订从立项到完成周期一般不超过2年。注7 业务主管部门意见原则上由业务主管司局签章十、结语： 随着建筑物智能防震新技术的应用与发展，使建筑物大大增强了抗震性能，达到大震变小、小震变了之目的。改变人们对建筑物抗震研发的传统思路，建立人们对建筑物智能防震技术研发、设计的新思路，减少不必要的建材（如钢筋、混凝土等）浪费，对我国有限的自然资源与生态环境起到举足轻重的保护作用，对人民生命安全及财产的保护起到非同小可的意义。希望通过更多的科技研发，使我们的建筑物能够具备更多更好的抗震性能，能够抵御自然灾害的发生，为人类造福，为社会贡献。十一、附件主要参考资料资料首页 特刊七版舞蹈之楼：遇强震舞而不倒来源：中国建设报 2013-03-25地震由于破坏性大又难以及时预报，成为主要灾害之一。当前世界各国把建筑物防震研究作为一项重大课题。然而现有建筑物的防震主要是在提高建筑物抗震强度上做研究，这种抗震结构成本高且抗震性能有限。在河南省新乡市德新抗震公司，记者看到了一种新型的抗震装置。会“跳舞”的建筑记者看到，在同样的震动效果下，常规楼房模型瞬间倒塌，而另一边的智能抗震楼房却在强烈震动的地基上跳起了舞蹈，似乎有了强壮的“筋骨”，只是在一定范围内小幅移动，丝毫没有要倒塌的迹象。据公司总经理张德新介绍，智能抗震房在地基与建筑物之间安装了运动剪切阻尼板，同时在建筑顶部配置了缓震装置，能起到很好的缓冲作用。张德新说：“这个建筑物模型能自动配置，像装载了大脑一样。在大脑的支配下，建筑物各部位可以自动支配重力，在四周产生侧向力，把重心放活，增加了建筑物在可行范围内的运动能力，在地震时有效减少共振现象，达到良好的防震避震效果。”原理模仿人体骨骼张德新表示，日本的抗震技术给了他很大启发。我们的邻国日本是一个地震多发的国家，每年发生有感地震约1000多次，全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。日本不断加大城市防震减灾的新技术开发，探索城市综合减灾的新思路。日本东京一座公寓高达93米，建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶，建筑物的中央部分使用了天然橡胶的积层橡胶。这样，在烈度为6的地震发生时，就可将建筑物的受力减少至1/2。此外，还研发了一种超高层楼房用抗震装置，使用的是类似橡胶的黏弹性体，该装置可将强风造成的摇动减轻40%，同时也可提高抗震能力。张德新逐渐萌生了一种想法：可以研究模拟人体关节、神经、大脑系统关系的装置，安装在建筑物体内，使之在地震发生时，能自动产生神奇功能，保护建筑物不被摧毁。苦心钻研终成功据了解，通常，建筑工程结构抗震技术最基本的宗旨就是要想方设法增加建筑物的阻尼，以增大对地震所释放能量的吸收和消耗量，从而达到减轻振动、减少损害的目的。这是建筑工程结构抗震技术区别于传统抗震技术的根本所在。结构抗震技术是将地震看作一种能量的释放过程，通过增加建筑物的阻尼主动抗震，从而减轻地震对建筑物的破坏。而传统的抗震方法只是将地震看作是一种力的作用，通过增强建筑物的刚度和强度实行被动防震，效果并不理想。结构抗震是抗震新技术研发的新思路。历经10余年，张德新潜心研究建筑物的防震避震问题，终于研究出了“一种建筑物防震装置”，并取得了专利授权。这种装置具有良好的抗震性能，包括上阻尼板、下阻尼板和抗震钢筋及钢丝绳。其特点在于，上阻尼板与下阻尼板之间设有中阻尼板。中阻尼板上部设有三个孔分别与上阻尼板的3个孔相对，在中阻尼板中间孔的两侧各设有一个上孔小、下孔大的台阶孔。阻尼柱的上端为小的锥体。由于该装置钢丝绳和抗震钢筋设置有弹簧，中阻尼板上具有楔形板，因而，当地震发生摇摆，上支撑体向右摇摆时，左侧的抗震钢筋被拉动，弹簧压缩，弹力阻止右摆；当右摆结束时，弹簧的弹力使上支撑复位。梦想的力量新型的抗震装置研究的成功使张德新万分欣喜，而他也希望，有更多的人关注智能抗震，了解并接受这种先进的技术。在采访的最后，他说道：“我有一个梦想，让我们的建筑更为坚固，将地震灾害减至最少。汶川地震、玉树地震、云南彝良地震，这些灾难都让人们受到了伤害，震区范围内的房屋和构筑物受到极大的破坏，并造成严重的人员伤亡，给人民的生命和财产造成了惨痛的损失，这非常让人揪心。希望通过更多的科技研发，我们的建筑物能够具备更好的抗震性能，能够抵御