某基础隔震结构的设计与应用研究

对厦门某一幼儿园教学楼进行基础隔震设计,采用动力时程分析方法,分析结构在设防烈度下中震及大震作用下的结构响应。对比抗震结构和隔震结构两者的周期、层间剪力和层间位移,对比结果表明,相较于抗震结构,隔震结构的周期变长,隔震结构受到的地震作用效应大幅降低,上部结构的水平向减震系数为0.39。经设计验算,结构隔震设计满足我国现行建筑抗震设计规范的规定,可为类似基础隔震工程的应用提供借鉴。     

西南林业大学教学综合楼隔震分析与设计

西南林业大学教学综合楼隔震设计为高层框架隔震结构,上部存在3项一般不规则项及楼板超长的情况,属一般不规则超限。经过有限元软件计算分析,结构在多遇地震作用下抗震性能良好,变形能力及承载力均满足要求;在设防烈度地震(中震)下,关键部分如大洞口周围、两端跨层框架柱承载力能满足性能目标要求;在罕遇地震(大震)下,隔震层的支墩及以下结构满足GB50011——2010建筑抗震设计规范(以下简称《抗规》)[1]规定的承载力要求;建筑平面超长所导致的隔震垫水平变位能控制在合理范围,不影响隔震垫正常工作。     

高烈度区某高层商住楼的隔震设计与分析

为能较全面阐述高层隔震结构的工程应用,本文结合相关规范及规程提出建议性的高层隔震结构设计流程,并按此流程对云南高烈度区的某十三层商住楼进行隔震设计和分析,时程分析表明:与抗震结构相比,隔震结构基本周期有较大延长;在8度(0.3g)地震作用下,X、Y方向水平向减震系数分别为0.25和0.22,结构的地震作用效应大幅降低,隔震层的支座应力及位移等验算均满足要求,表明本文提出的设计流程是简捷有效的。最后对工程的经济性进行讨论,结果表明有良好的社会经济效益,工程设计合理可行。     

高烈度区高层剪力墙结构组合隔震设计分析

结合某高层剪力墙结构组合隔震设计,总结了隔震设计的流程与相关技术要点,应用该技术解决了高烈度区高层住宅的安全性和经济性问题。对设计中的支座竖向承载力和抗风承载力、偏心率、上部结构地震作用以及抗震措施等技术问题进行控制。然后,对隔震结构的抗倾覆能力、大震承载力、变形需求等进行了分析。分析结果表明:该隔震设计流程与相关结构方案可为同类工程提供参考。     

某高烈度区高层框架-剪力墙结构基础隔震设计与分析

介绍了高烈度区某11层框架-剪力墙结构基础隔震设计的全过程.对隔震支座选型、上部结构水平向减震系数取值、扭转位移比控制、隔震层温度变形验算等进行了详细介绍,着重讨论了高烈度区高层结构水平向减震系数偏大、隔震层扭转位移比过大等难点问题的处理方法.通过对隔震结构模型与非隔震结构模型侧移模式进行对比分析,探讨了现行隔震结构降度设计方法存在地震作用分布不合理,导致(极)大震作用下结构底部存在薄弱层隐患的问题.通过PERFORM 3D软件对隔震结构进行了大震性能评估,证明结构基本满足大震可修的性能目标.     

隔震支座弯剪耦合及二阶效应的影响研究

按照《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021)规定,隔震层下部结构的承载力验算,应考虑上部结构传来的轴力、弯矩、水平剪力以及由隔震层水平变形产生的附加弯矩。从Timoshenko梁单元刚度矩阵出发,推导了考虑弯剪耦合的连接单元刚度矩阵及非线性内力算法;开发了考虑弯剪耦合及二阶效应的隔震支座单元,通过典型算例分析了弯剪耦合及二阶效应对支墩弯矩的影响。以实际隔震结构为例,分析了隔震支座弯剪耦合及二阶效应对隔震支座相连构件内力、配筋及结构整体指标的影响。结果表明,考虑隔震支座弯剪耦合及二阶效应对隔震支座上支墩、下支墩及与其相连梁的内力及配筋影响显著,但对隔震结构层间位移角、层间剪力及隔震支座耗能的影响较小。在进行隔震层设计时,建议采用考虑弯剪耦合及二阶效应的隔震支座单元进行隔震层的直接分析设计。     

隔震技术在既有砌体结构加固中的应用研究

隔震技术可以有效减少输入上部结构的地震力,适用于既有砌体结构的抗震加固。在设计时,首先应根据砌体结构的实际状况,确定隔震目标,选定隔震支座,然后计算出水平向减震系数,对上部结构采用折减后的地震力进行抗震验算,对隔震层按罕遇地震进行承载力计算,下部结构按设防地震进行承载力验算,并按罕遇地震进行抗剪承载力及层间位移角验算。增加隔震层改变了原有砌体结构下部墙体的传力方式,应对隔震层顶面托梁及下部基础进行加固设计。对于无地下室的砌体结构,尚应在正负零增加钢筋混凝土楼盖。在隔震加固施工过程中,应进行施工过程验算,确保竖向力由原墙体传递至隔震垫的过程安全可靠。隔震沟宽度应大于罕遇地震作用下结构最大水平变形的1.2倍,且≥200mm。隔震主体施工完成后,应对周边附属设施及管线做相应柔性连接处理。     

软弱下卧层上部天然地基基础底面积的简便计算方法

在进行天然地基上浅基础的设计时。必须验算地基承载力。如果存在软弱下卧层时。还必须进行软弱下卧层承载力验算。根据《建筑地基础设计规范》中关于地基承载力计算及软弱下卧层承载力验算的相关规定，文章推导出一种可直接计算出满足设计要求的基础底面积的简便计算方法。     

长春市政务服务中心建设项目结构抗震设计

长春市政务服务中心建设项目,在2～6层楼板开大洞口,违反吉林省建设工程抗震超限界定标准。因此本工程采用框架结构体系,根据结构的超限情况和抗震性能设计目标,进行多遇地震下的弹性设计,对结构的关键构件,采用等效弹性方法进行抗震性能设计,采用弹塑性静力分析方法(Pushover分析)评价结构在中、大震下的整体承载力能力和变形能力,验算楼板在大震下的抗剪承载力。     

北安河车辆段联合检修库A1区隔震设计

项目底盘结构和上部剪力墙结构采用隔震层相连,形成高位转换且上下刚度相差大的结构体系。介绍层间隔震设计特点及采取的构造和加强措施,并对底盘结构进行动力弹塑性分析,计算减震系数并验算橡胶支座拉压应力及变形,研究底盘结构在大震下的受力特点和抗震性能,结果表明,主体结构能满足各项设计性能指标要求。     

某底层柱顶隔震结构的抗震性能分析

为研究底层柱顶隔震结构在超设防烈度地震作用下的抗震性能,以某实际结构为背景,应用有限元软件ETABS建立三维结构模型进行时程分析。研究表明：在设防烈度（7度,0.15g）中震作用下,楼层剪力减震效果显著;在超烈度（8度,0.2g）大震作用下,上部结构基本处于弹性状态,而底层完全处于弹性状态,上部结构楼层加速度反应减震效果明显。同时说明,隔震结构经过优化设计,抗震性能可以满足超设防烈度要求,抗震设防目标高于抗震结构。     

基础隔震和非隔震结构模型振动台试验对比研究

昆明新国际机场航站楼(A区)结构为目前世界最大单体隔震结构。建立了该建筑1/60缩尺模型,完成了隔震结构模型和非隔震结构模型的振动台对比试验。研究了隔震结构模型和非隔震结构模型的动力特性,以及隔震结构在8.2度多遇、基本、罕遇地震烈度作用下和非隔震结构在7.5度多遇、基本、罕遇地震烈度作用下结构的加速度和位移反应,以及基础隔震对结构顶部大跨网架竖向振动的影响。研究结果表明,基础隔震能够延长结构自振周期,增加结构阻尼比,有效降低隔震层上部结构的地震反应,同时能够有效降低大跨网架结构的竖向振动;发现该建筑进行基础隔震后按照7.5度设防烈度设计能够满足8.2度设防烈度要求,且满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。     

Shaking table test study of high-rise frame-shear wall structure isolated by friction pendulum bearings

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能，提出了摩擦摆隔震设计的具体流程，并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果，制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果，研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应，对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震，该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性，设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修；结构的楼层响应显著降低，摩擦摆完全起滑后，地震强度越大，摩擦摆的隔震效果越好，且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力；在9度罕遇地震作用下，剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升，对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

摩擦摆隔震高层框架-剪力墙结构振动台试验研究

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能,提出了摩擦摆隔震设计的具体流程,并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果,制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果,研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应,对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震,该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性,设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修;结构的楼层响应显著降低,摩擦摆完全起滑后,地震强度越大,摩擦摆的隔震效果越好,且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力;在9度罕遇地震作用下,剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升,对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

组合隔震技术在高烈度区复杂高层结构中的应用研究

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点,结合某高层医院建筑结构设计实例,研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施,提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明,组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形,减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应,结构构件损伤程度和范围大幅降低,屈服耗能机制更为合理,有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别,结果表明,在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波,采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应,隔震设计时应慎重考虑。     

Application research of combined isolation technology in complex high-rise building in high seismic intensity region

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点，结合某高层医院建筑结构设计实例，研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施，提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明，组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形，减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应，结构构件损伤程度和范围大幅降低，屈服耗能机制更为合理，有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别，结果表明，在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波，采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应，隔震设计时应慎重考虑。     

自复位支撑-摇摆框架结构体系及其基于位移抗震设计方法

本文提出一种可恢复功能结构体系——自复位支撑-摇摆框架结构体系，旨在同时实现较大刚度、自复位能力以及构件间的变形协调。针对可恢复功能结构体系防震能力强的特点，已建立了可恢复功能结构体系“小震及中震不坏，大震可更换、可修复，巨震不倒塌”的抗震设防四水准目标。文中结合可恢复功能结构体系四水准性能指标，采用基于位移的抗震设计方法，进行了自复位支撑-摇摆框架结构设计。以一幢四层结构为例，给出了四水准抗震设防目标下的基于位移设计方法算例，并建立了ABAQUS有限元数值模型，进行了弹塑性时程分析。分析结果表明，按文中方法设计的自复位支撑-摇摆框架体系可满足可恢复功能结构体系抗震设防目标，达到各性能指标要求。     

多层石膏墙体钢网格式框架结构影响系数研究

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》并未给出多层石膏墙体钢网格式框架结构的结构影响系数,因此其抗震设计荷载取值还不明确。基于此,依据GB 50011-2010规范设计了6个典型的多层钢网格式框架结构模型,通过推覆分析得出结构的能力谱曲线,基于改进能力谱法得出罕遇地震和抗震设防烈度地震作用下的需求谱曲线。将结构的能力谱曲线和延性需求谱曲线族置于统一坐标系中,确定结构的目标位移以及性能关键点坐标。进一步考虑层数及标准层布置对结构延性和超强系数的影响,评估结构的抗震性能并给出结构影响系数取值。研究表明：多层钢网格式框架结构在抗震设防烈度地震和罕遇地震作用下的变形均满足抗震规范要求;其结构影响系数取3.0,位移放大系数取4.0;该结构可采用现行抗震规范进行设计,但设计结果偏于保守。     

设计性能目标下RC框架结构抗倒塌能力研究

针对小震丙类、小震乙类、中震不屈服和中震弹性4个性能目标,采用增量动力时程分析方法（IDA）对钢筋混凝土框架结构的抗倒塌能力进行了分析。以小震丙类建筑为基准,研究结果表明：抗震措施和地震作用是影响结构抗震性能的重要因素;严格按照抗震规范设计的框架结构,具有较高的安全储备,基本上能够达到“大震不倒”的性能目标;6度设防时,按乙类建筑提高抗震措施或按中震性能目标提高设计地震作用,对结构的抗倒塌能力影响不大;7度设防时,按中震性能目标设计能显著提高结构的抗倒塌能力;8度设防时,提高抗震措施等级和提高设计地震作用都能够大幅提高结构的抗倒塌能力,尤其按中震设计的钢筋混凝土框架结构能够抵御加速度峰值1000gal以上的地震作用。