淺議隔震設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用(3頁(yè)).docx

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淺議隔震設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用(3頁(yè)).docx

1、淺議隔震設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用摘要：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500112010)中給出高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計(jì)要求，其中隔震層的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算尤為重要，由于高層隔震建筑上部結(jié)構(gòu)傾覆彎矩較大，對(duì)隔震支座的豎向壓應(yīng)力、豎向位移、水平剪應(yīng)力、水平位移以及上部結(jié)構(gòu)的變形等要求必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制。本文就此提出了自己的觀點(diǎn)，進(jìn)一步剖析了高層建筑結(jié)構(gòu)的隔振設(shè)計(jì)實(shí)施方案。 /2/view-13090584.htm關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 隔震設(shè)計(jì) 高層建筑通過(guò)隔震建筑和不隔震建筑的抗震效果比較，表明隔震結(jié)構(gòu)采用橡膠墊隔震支座時(shí)具有明顯的隔震效果。隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括隔震目標(biāo)的確定、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔震層設(shè)計(jì)、隔震層驗(yàn)算、

2、構(gòu)造措施、經(jīng)濟(jì)性論證等諸多方面。一、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力分析基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)目前多用于30層以下、高寬比較小、上部結(jié)構(gòu)水平層剛度較大的建筑結(jié)構(gòu)。如果上部結(jié)構(gòu)層數(shù)較多、高寬比較大、層間剛度較小，則上部結(jié)構(gòu)須視為多質(zhì)點(diǎn)體系，采用多質(zhì)點(diǎn)模型，并需要考慮結(jié)構(gòu)的傾覆、扭轉(zhuǎn)等因素。在高烈度區(qū)地震波激勵(lì)下，高層隔震結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)彎曲變形已開(kāi)始占了較大部分，在高烈度地區(qū)應(yīng)用橡膠隔震結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的隔震支座可能會(huì)出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力或者非線性變形，但是結(jié)構(gòu)整體是安全的。對(duì)于高層隔震結(jié)構(gòu)體系，上部結(jié)構(gòu)的傾覆彎矩較大，水平地震作用會(huì)引起隔震層的轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)的垂直荷載也較大，隔震層可能產(chǎn)生明顯的豎向變形。對(duì)于這種情況，隔震結(jié)

3、構(gòu)的地震反應(yīng)不僅要按多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)體系進(jìn)行分析，并且要考慮結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)。因此應(yīng)采用多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)加擺動(dòng)計(jì)算模型。二、高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計(jì)1隔震設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)計(jì)方案：建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求，與建筑抗震的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的對(duì)比分析后，確定其設(shè)計(jì)方案。(2)設(shè)防目標(biāo)：采用隔震設(shè)計(jì)的房屋建筑，其抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)高于抗震建筑。在水平地震方面，隔震結(jié)構(gòu)具有比抗震結(jié)構(gòu)至少高0.5個(gè)設(shè)防烈度的抗震安全儲(chǔ)備。豎向抗震措施不應(yīng)降低。(3)隔震部件：設(shè)計(jì)文件上應(yīng)注明對(duì)隔震部件的性能要求；隔震部件的設(shè)計(jì)參數(shù)和耐久性應(yīng)由試驗(yàn)確定；并在安裝前對(duì)工

4、程中所有各種類型和規(guī)格的部件原型進(jìn)行抽樣檢測(cè)，每種類型和每一規(guī)格的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，抽樣檢測(cè)的合格率應(yīng)為100；設(shè)置隔震部件的部位，除按計(jì)算確定外，應(yīng)采取便于檢查和替換的措施。2隔震層的設(shè)計(jì)及相關(guān)要求(1)隔震裝置的選取。隔震層橡膠隔震支座的布置和選取的一般原則為：隔震裝置具有足夠的豎向承載力和水平變形能力，在發(fā)生大震時(shí)，可安全穩(wěn)定地支撐建筑物，不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，能發(fā)揮隔震功能。橡膠隔震支座平均壓應(yīng)力限值和拉應(yīng)力的規(guī)定是隔震層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，隔震支座在永久荷載和可變荷載作用下組合的豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值不應(yīng)超過(guò)甲類建筑10MPa、乙類建筑12MPa、丙類建筑15MPa的限值。同時(shí)，隔震層中支座出

5、現(xiàn)拉應(yīng)力，意味著上部結(jié)構(gòu)存在傾覆危險(xiǎn)，這對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)隔震尤為重要。隔震層具有適當(dāng)?shù)乃絼偠龋趶?qiáng)風(fēng)作用下，隔震層具有足夠的初始剛度，在較大地震作用時(shí)，隔震層產(chǎn)生柔性變形，能大大減小水平地震作用。隔震層的水平剛度中心宜與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心基本一致。隔震裝置具有良好的自動(dòng)復(fù)位功能。隔震裝置具有足夠的豎向剛度。設(shè)計(jì)豎向荷載作用下，豎向位移被控制在允許值以下。隔震裝置的剛度和阻尼具有較好的穩(wěn)定性，在可能出現(xiàn)的荷載和溫度變化以內(nèi)，其變化較小。具有良好的耐久性、抗老化、抗疲勞、抗徐變等性能，在建筑物使用期內(nèi)能有效發(fā)揮隔震作用。隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，隔震層及隔震墊的受力和變形控制指標(biāo)應(yīng)滿足指定要求。(2)隔震層的平

6、面布置：隔震層位置宜設(shè)置在第一層以下部位，即在基礎(chǔ)的頂面、地下室頂板或二層樓面梁底位置。隔震層的平面布置應(yīng)力求具有良好的對(duì)稱性，應(yīng)設(shè)置在受力較大的位置，間距不宜過(guò)大。(3)水平地震作用下隔震層的驗(yàn)算：根據(jù)隔震層力學(xué)參數(shù)，隔震層在小震時(shí)的等效剛度等效阻尼比，大震時(shí)的等效剛度、等效阻尼比，采用動(dòng)力時(shí)程分析法，選用適合的計(jì)算模型和符合場(chǎng)地頻譜特征的實(shí)際地震波及符合抗震規(guī)范反應(yīng)譜要求的人工模擬地震波，分別對(duì)隔震和不隔震結(jié)構(gòu)在多遇地震下和罕遇地震下的地震反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比分析。三、隔震方案經(jīng)濟(jì)效益分析橡膠隔震墊不僅具有良好的隔震性能，而且該技術(shù)在造價(jià)方面也有其優(yōu)越性。隔震結(jié)構(gòu)與一般結(jié)構(gòu)相比，費(fèi)用增加的部分包括

7、：隔震構(gòu)件、隔震層上面的樓面、設(shè)備管道的柔性接頭及相應(yīng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用和施工費(fèi)用。如果上部結(jié)構(gòu)仍然按傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)，其總工程費(fèi)用略有增加。如果考慮隔震效果，有些費(fèi)用可以減少，費(fèi)用減少的部分包括：地震作用減少時(shí)構(gòu)件截面減少，層間變形很小使設(shè)備和裝修方面的連接合理，砌體結(jié)構(gòu)可減少構(gòu)造柱和圈梁等。除此之外，隔震結(jié)構(gòu)不但可在地震時(shí)保證人們的生命安全，而且可以節(jié)省災(zāi)后維修的巨額費(fèi)用。另外，隔震墊的壽命可以超過(guò)建筑的設(shè)計(jì)壽命期，一般來(lái)說(shuō)無(wú)需擔(dān)心其使用壽命。在施工方面，與一般結(jié)構(gòu)相比，上部結(jié)構(gòu)施工費(fèi)用會(huì)有所降低。四、結(jié)語(yǔ)對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析，需要建立能確切地反映基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形性質(zhì)、并且能夠使計(jì)算

8、簡(jiǎn)便可行的計(jì)算模型。對(duì)于高層隔震結(jié)構(gòu)體系，由于上部結(jié)構(gòu)較大的傾覆彎矩會(huì)引起隔震層的轉(zhuǎn)動(dòng)，隔震層可能產(chǎn)生明顯的豎向變形。隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)不僅要按多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)體系進(jìn)行分析，并且要考慮結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)，可以采用多質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)加擺動(dòng)計(jì)算模型，由動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算分析高層隔震結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力反應(yīng)。參考文獻(xiàn)：1倪國(guó)葳，趙亞敏，蘇幼坡框架隔震建筑設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用J世界地震工程，2005，21(4)：113-1182田其豐框架結(jié)構(gòu)橡膠墊基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)研究D西北工業(yè)大學(xué)，2004：周巖（1978-），女，漢族，廣東省深圳市人，初級(jí)職稱，學(xué)歷大學(xué)本科，發(fā)表論文若干篇，單位：建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司深圳分院，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

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