抗风支座在高风压地区基础隔震结构中的应用研究

沿海高风压地区隔震建筑设计中,存在抗风与隔震效果及隔震层位移协调的问题。以一座基础隔震的框架结构教学楼为例,利用建筑结构分析与设计软件Etabs进行有限元分析计算。建立两个对比结构模型,一个仅设置橡胶隔震支座,另一个根据抗风计算要求,设置橡胶隔震支座和抗风支座。在正常使用工况和多遇地震工况下,抗风支座提供水平抗侧力,在设防地震工况下抗风支座钢板屈服破坏并退出工作,不影响隔震层的自由变形。计算结果表明,相对于抗震结构体系,两种模型都能显著降低上部结构地震响应。采用隔震支座和抗风支座相结合的组合隔震抗风体系,还可减少LRB铅芯支座的直径和数量,在实现抗风目标的同时,降低地震响应和工程造价,提高隔震效果,可供同类工程设计时参考。     

嘉峪关第一人民医院隔震结构设计与分析

嘉峪关第一人民医院位于8度区,为重点设防类建筑。为了提高建筑的抗震性能,采用了基础隔震技术,隔震层由带有铅芯的橡胶支座和不带铅芯的橡胶支座组成。中震作用下隔震结构分析结果表明:隔震支座的水平变形、竖向拉应力、压应力和抗风承载力均能满足规范和技术规程的相关要求;该项目水平减震系数为0. 38,结构设计可按7度进行地震作用计算。对采用和不采用隔震技术的结构抗震性能指标进行对比,结果表明采用隔震技术的结构有明显的安全性能提升和经济效益。     

基于组合支座的大底盘双塔隔震结构性能研究

采用弹性时程方法,对采用带铅芯的橡胶隔震支座与滑动隔震支座的组合布置形式的大底盘双塔高层隔震结构进行地震响应分析。主要包括结构的减震系数、结构层间位移曲线等。带铅芯的隔震支座主要布置在框架柱下,滑动隔震支座与橡胶隔震支座主要联合布置于中心核心筒下。结果表明,在多遇地震作用下,带铅芯的隔震支座可以提供有效的结构刚度及阻尼,滑动隔震支座可以最大程度的将地震能量转化为动能,高效率的调节隔震层的整体刚度。通过支座的合理布置形式,隔震结构的地震作用显著降低,水平减震效果非常明显。层间位移主要集中在隔震层,上部结构呈现为明显的整体平动。     

某高烈度区隔震结构设计与分析

运用ETABS软件对某高烈度区的结构进行了隔震计算,通过设防地震和罕遇地震的时程分析,确定了隔震垫的布置形式、水平向减震系数。对隔震支座在罕遇地震下的应力及位移验算、整体结构的抗风验算表明本项目隔震设计达到了较好的隔震效果,隔震层的设置也为结构增加了较大的安全储备。通过计算可以看出:(1)根据隔震后结构的前几阶阵型周期的增大情况,可以初步判断隔震支座是否合理。(2)四周框架柱尽量选用铅芯橡胶支座,以降低体型的扭转效应,减小上部结构的地震响应,同时满足抗风的要求。(3)罕遇地震下验算隔震支座的竖向拉应力和位移时,按三向地震输入,拉应力和位移较按两向地震输入大,更为不利。     

高烈度区多层RC框架结构隔震设计与分析

本文以位于九度区的某多层住宅为例,使用YJK、SAP2000和ETABS三种有限元软件进行了基础隔震设计与分析。首先确定隔震支座的选型和布置,对非隔震结构和隔震结构进行计算分析,计算确定水平向减震系数和设防烈度,然后验算隔震层抗风、支座位移、支座应力以及结构变形。结果表明高烈度区多层RC框架结构采用基础隔震效果明显,上部结构可以减一度设计,各项指标满足规范要求,结构抗震性能得到提高。     

高烈度区高层RC剪力墙结构隔震设计与分析

本文以位于九度区的某高层剪力墙结构为例,使用YJK、SAP2000和ETABS三种有限元软件进行了基础隔震设计与分析。首先确定隔震支座的选型和布置,对非隔震结构和隔震结构进行计算分析,计算确定水平向减震系数和设防烈度。验算了隔震层抗风、支座位移、支座应力以及结构变形。结果表明高烈度区高层RC剪力墙结构采用基础隔震效果明显,上部结构可以减一度设计,各项指标满足规范要求,结构抗震性能得到提高。     

某住院楼基础组合隔震体系隔震性能分析

组合隔震技术的应用,能充分发挥不同类型隔震支座的优势,达到最佳的隔震效果。对此,以上海某医院一住院楼为研究对象,将天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、弹性滑板支座组合成6类隔震体系。将这6类隔震体系进行弹塑性时程计算,分析比较了不同隔震体系下的水平向减震系数、隔震支座最大位移、楼层位移和层间位移角、抗风承载力验算计算结果。分析结果表明,组合隔震体系相对单隔震支座体系有更好的隔震性能;铅芯橡胶支座对隔震层位移的减小效果最为明显。     

面向多级性能设防目标的铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构优化设计及分析

根据我国现行建筑抗震设计规范的要求,对基础隔震结构设计时采用将隔震层与上部结构分离计算的方法(即分离式方法),这种方法没有将设防地震作用下的水平向减震系数和罕遇地震作用下的隔震层水平变形这两方面的性能要求同时考虑,难以获得最优的隔震支座力学性能的需求参数以及用于上部结构设计的水平向减震系数。为此,以铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象,采用两自由度体系的简化模型,基于等效线性化和振型分解反应谱法推导了LRB基础隔震系统力学性能参数与水平向减震系数、隔震层最大水平变形之间的简化公式,参数分析中发现,存在一个临界屈服强度比(即铅芯屈服剪力与LRB基础隔震结构总重力的比值)使得水平向减震系数取得最小值,而且当取值大于该临界屈服强度比时,水平向减震系数和隔震层最大水平变形这两个性能指标相互矛盾,无法同时取得最优解,为此将优化目标取为两性能目标的线性组合,从而确定最优屈服强度比,并根据最优屈服强度比所对应的水平向减震系数进行上部结构设计,从而建立面向多级性能设防目标的LRB基础隔震结构优化设计方法。算例分析表明,按照上述优化设计方法所得到的水平向减震系数和隔震层最大水平变形与时程分析结果基本相符,说明该方法合理可行。通过对比分析认为,采用面向多级性能设防目标的优化设计方法所设计的LRB基础隔震结构即使在巨震作用下也具有良好的抗震性能。     

河北衡水中学外聘教师公寓隔震设计

以河北衡水中学外聘教师公寓为工程背景,对隔震建筑的设计过程及较大高宽比高层剪力墙结构的隔震设计难点和关键点进行介绍。按照预期的隔震目标,根据结构试算确定隔震支座的布置及类型;根据计算结果得到水平向减震系数,进行隔震层以上的上部结构计算;隔震层构造及隔震支座验算;隔震层与上部结构的连接;隔震层下部的结构设计。     

某教学楼隔震设计与结构减震性能

建筑结构应用底层柱顶隔震技术较少。对一栋教学楼底层柱顶隔震框架结构进行了结构设计研究及其减震性能分析。应用有限元软件进行时程分析,综合考虑了底层结构选型、独立柱截面尺寸和刚度、隔震层偏心率等方面对结构减震性能的影响。结果表明:在设防烈度8度(0. 20g)中震作用下,自振周期延长2. 54倍,上部结构剪力减震率为66%以上;大震作用下,上部结构最大位移角为1/236;独立柱位移角1/981,隔震支座未出现拉应力,隔震层最大水平位移仅为位移限值的56. 8%。计算与分析表明:在大震作用下,通过增大独立柱截面达到不屈服的性能目标,表明独立柱结构形式可行;隔震层偏心率达到了9. 80%(Y向),采取调整铅芯支座布置、边角隔震支座的水平位移,调整系数取1. 25等有效措施,隔震技术能有效提高框架结构校舍的抗震性能。     

某体育馆隔震结构设计与应用

隔震结构设计属于结构性能设计范畴,通过合理设计隔震层,减少上部结构地震作用,以达到预期设计要求。结合工程实例,选用橡胶(铅芯)隔震支座作为隔震装置,采用简化方法和时程分析方法分析其隔震性能,重点分析了隔震结构减震效果和隔震层位移,均能满足规范要求。     

9度区某复杂高层隔震结构设计

川投西昌综合医院项目位于9度区近断层,建筑体型复杂,上部结构竖向及平面不规则.为提高结构的抗震性能,在基础顶部设置隔震层,隔震层由铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座、黏滞阻尼器和弹性滑板支座组成;隔震层以上采用框架-剪力墙结构.介绍了考虑1.5的近场地震增大系数后该工程的结构设计及隔震设计.隔震分析结果表明,结构水平地震减震系数为0.367,上部结构水平地震作用可按降低一度设计;罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移等参数能够满足规范要求.结构性能化分析结果表明,隔震后的结构抗震性能得到提高,能满足抗震性能目标C的要求.加强了隔震沟挡土墙的设计,使得高11.7m的悬臂挡土墙满足大震弹性的要求.     

软土地基结构隔震方案及其工程应用

依据我国建筑抗震设计规范反应谱曲线,分析了隔震周期、隔震结构水平向减震系数和隔震层水平位移之间的关系,结果表明在软土地基上采用传统隔震技术很难控制罕遇地震作用下隔震层的较大水平变位。若隔震层水平变位的控制不当,罕遇地震作用下很容易导致隔震支座的失稳或强度破坏。针对这一问题,提出了包括铅芯橡胶支座隔震方案,铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座和黏滞阻尼器组合隔震方案,以及滑板支座、普通橡胶支座和黏滞阻尼器组合隔震方案的三种不同隔震方案来解决软土场地上隔震效果和隔震层水平位移限值的问题,并且依据隔震方案提供不同大小的阻尼比来满足不同层次的隔震需求。最后结合隔震工程实例分析验证了软土地基隔震方案的可行性。     

带新型抗风拉索高层隔震结构抗风与隔震性能研究

提出一种由灰铸铁与钢丝绳组成的新型串联型抗风拉索用于高层隔震结构,实现风荷载作用下协同铅芯橡胶支座抗风,减少铅芯橡胶支座数量;多遇地震作用下抗风拉索退出工作,减小隔震层的等效水平刚度,以解决隔震层同时协调抗风性能与隔震性能的问题。利用有限元分析软件ETABS对设置了抗风拉索的高层隔震结构进行风荷载作用与地震作用的时程分析。分析结果表明:风荷载作用时抗风拉索拉力远小于其极限拉力设计值,抵抗水平风荷载具有足够的安全储备;多遇地震作用下拉索拉力超出其极限拉力,拉索破坏退出工作;多遇地震作用下,抗风拉索的灰铸铁达到极限拉力而破坏,钢丝绳远没达到其极限拉力,震后返修只需要更换铸铁件即可,体现了经济性;多遇地震作用下全部拉索几乎同步进入极限拉伸状态,同步退出工作;拉索退出工作后,隔震性能指标达到设计目标,整体隔震效果得到提高。     

某多层外倾钢框架结构隔震设计与分析

某多层钢框架结构高度约21m,结构抗侧刚度由建筑外围的框架提供。建筑体型向外倾斜,受限于建筑效果的要求,周边框架不能设置支撑。经过方案比选,选择采用基础隔震形式,以减小上部结构的地震响应,从而降低上部结构抗侧刚度的需求,实现建筑结构一体化设计。隔震层采用铅芯橡胶支座和弹性滑板支座混合布置的形式,得到的水平向减震系数约0.5,且在风荷载作用下隔震层保持弹性工作状态。设计采取增大柱距等措施,保证隔震支座在罕遇地震作用下不致出现拔力。本工程结构自振周期较长,合理的隔震设计取得了理想的隔震效果,对同类工程有借鉴意义。     

隔震支座不同布置对多高层框架结构抗震性能的影响

研究隔震支座对多高层框架结构减震效果的影响,框架结构在隔震支座不同布置方案下的不同动力反应,寻找更优的隔震支座布置思路达到隔震支座更充分的使用。以5层、10层和15层的框架结构为研究模型,使用YJK软件对多遇地震下对结构在4种不同隔震支座布置进行时程分析。结果显示,在多层建筑中采用隔震技术的效果比高层建筑更为明显;多层建筑中将铅芯橡胶支座布置在基础的外围能更好减少建筑的层间位移,吸收更多的地震能量。     

云南八度区某小学教学楼隔震设计

采用橡胶隔震支座对云南省某小学教学楼进行基础隔震设计,通过PKPM软件和ETABS软件对结构进行隔震分析。分析结果表明:ETABS软件可以较好地模拟橡胶隔震支座的性能;通过合理布置铅芯橡胶隔震支座和天然橡胶支座,隔震结构的偏心率满足设计要求;该橡胶隔震支座布置方案可以使结构满足降一度设计的要求;隔震支座在重力荷载代表值作用、风荷载作用、设防地震作用和罕遇地震作用下的性能均满足规范的要求。     

昆明天湖景秀棚改项目百米高住宅隔震结构设计

昆明天湖景秀棚户区改造项目的百米高剪力墙住宅采用基础隔震技术。介绍了此隔震结构设计的性能目标、隔震支座布置、隔震计算分析,归纳了隔震层偏心率、楼层最小剪力系数、支座应力与变形、抗风验算、构造要求等特殊控制指标,重点论述了高层剪力墙隔震设计中的关键问题,如减震效果与经济性、抗倾覆验算、三向时程分析、下部结构等效模型、支座更换设计等。     

某钢筋混凝土剪力墙结构隔震设计及耗能分析

本文详细介绍了某钢筋混凝土剪力墙结构的隔震设计过程及耗能情况。该结构隔震层设置于地下室顶板与首层之间,共布置了18个天然橡胶隔震支座和40个铅芯橡胶隔震支座;采用ETABS有限元软件建立非隔震结构与隔震结构两个计算模型,分析比较了结构隔震前后的动力特性和隔震效果,并对隔震结构进行了罕遇地震作用验算和抗风承载力验算,最后分析了隔震结构罕遇地震下结构耗能与加速度响应。分析结果表明,结构隔震层能够很好吸收地震能量,大大减小地震输入能量往上部传递,显著降低了上部结构的地震作用和加速度响应,从而大幅度提高了结构的安全性和舒适性。     

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。