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。     

隔震结构高宽比及支座竖向力分析

采用基于一阶振型的简化设计方法,推导出竖向地震、水平地震、重力荷载下支座竖向力计算公式,得出边支座拉应力和压应力的控制荷载组合,并讨论了支座竖向力、结构周期、场地类别、设防烈度、支座布置对隔震结构高宽比限值的影响。结果表明：(1)减少宽度方向的支座排数,可以降低罕遇地震下隔震结构支座拉应力;(2)重力荷载下支座压应力小于某界限点压应力时,高宽比限值由罕遇地震下拉应力控制;大于界限点压应力时,高宽比限值由罕遇地震下压应力控制,该界限点与特征周期以及上部结构特性相关;(3)隔震结构周期变长,高宽比限值会相应提高,合理选择隔震层刚度,可以将隔震技术用于高宽比较大的建筑。     

高烈度区带有提离装置隔震结构设计研究

对高烈度区某钢筋混凝土剪力墙结构,采用了可提离装置来释放橡胶隔震支座的拉应力,并进行了隔震设计研究。采用SAP2000软件对结构进行隔震设计,中震作用下的减震系数最大值为0. 32,比非隔震结构地震响应减小显著。将一种可以释放隔震支座拉应力的提离装置应用于结构中,在一定程度上形成摇摆机制,利用结构重力势能抵抗一部分水平地震作用,并采用设置初始间隙的简易抗拉装置解决结构抗倾覆问题,解决了大震作用下隔震支座拉应力过大的问题,验算结果表明隔震支座的极大和极小面压、矢量水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS软件对结构进行了大震作用下动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

某高层装配式建筑隔震分析与设计

利用ETABS软件对某高层装配式建筑进行隔震设计,对比分析了隔震结构与非隔震结构的地震响应,验证了隔震支座位移、拉压应力等,分析了其隔震效果可以满足隔震设计目标,且有效地减小了上部结构的水平地震作用,为优化高层装配式混凝土建筑主体结构中预制受力构件端部钢筋连接数量,实现高效、高质量完成预制构件的制作与安装指出了又一可靠途径。     

玉溪公租房隔震设计

玉溪公租房高度为94.7m,最大高宽比为3.96。上部结构为剪力墙结构,设计时采用布置长剪力墙的方法,有效提高了上部结构刚度,结构自振周期减小到1.536s,同时隔震层布置剪切模量较低的隔震橡胶支座,隔震后结构自振周期延长至4.412s。隔震层设计成框支层,隔震支墩分布均匀,隔震橡胶支座压应力更加均匀,提高了隔震橡胶支座的使用效率,也提高了地下室结构柱网的规则性,提升了地下室的使用功能。通过采用直径1 000mm及以上隔震橡胶支座,提高了隔震设计的可靠度。使用三向地震动输入进行隔震分析,实现将上部结构水平地震作用降低50%的效果,各项指标均满足规范要求。通过插值法计算最小地震剪力系数,使得结构经济性进一步得到优化。     

浅谈隔震支座方案设计及工程应用

以橡胶隔震支座为例,结合某藏书库项目,根据建筑结构的功能、隔震结构的性能和隔震支座的性能确定隔震方案。该藏书库为混凝土框架结构,隔震方案为基础隔震。采用ETABS软件对结构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的响应进行分析。分析结果表明:1)介绍的隔震设计方法是合理的;2)该隔震方案满足降一度设计的要求;3)隔震支座在重力荷载代表值作用下的压应力,在罕遇地震作用下的变形和拉、压应力均满足规范的限值;4)隔震结构的抗风承载力满足规范要求。     

带抗拉装置高层隔震结构振动台试验研究

西昌（9度区）某高层基础隔震结构,其上部为框架-核心筒结构,总高度为58.3m（不计入隔震层）,隔震层采用铅芯橡胶隔震支座。为研究该隔震结构的抗震性能及检验带抗拉装置隔震支座的有效性,进行了缩尺比为1/15模型的模拟地震振动台试验。结果表明,隔震层降低了上部结构的加速度反应,隔震层上加速度放大系数小于0.5,可满足抗震设防烈度降低一度的设计目标;隔震结构的位移集中在隔震层,上部结构的层间位移较小,层间位移角满足规范层间位移角限值要求;隔震层力-位移滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力。罕遇地震作用下,支座出现拉应力,说明隔震结构在高烈度地震作用下存在倾覆的可能性。对角部隔震支座加装抗拉装置后,再次进行振动台试验,结果表明,抗拉装置不会对结构水平向动力特性及支座在正常受压状态下的竖向运动和水平向运动产生显著影响,通过对比证明了其在隔震支座受拉情况下提供的有效抗拉作用。     

天然地震与爆炸地震作用下网架结构动力响应及其隔震研究

针对某网架结构,建立了非隔震、采用传统水平隔震支座和三维隔震支座的结构有限元模型,并分别对其进行自振特性分析和爆炸地震、天然地震输入下的时程分析,对比分析了各工况下结构的动力响应。结果表明:爆炸地震波具有频带宽、高频成分丰富和持时短的特点;天然地震作用下网架结构的位移和内力响应要远大于爆炸地震作用下的结构响应;采用水平隔震支座和三维隔震支座后明显延长了结构的自振周期,三维隔震支座对结构高阶振型周期的延长效果更加明显;相比水平隔震支座,三维隔震支座的隔震效果更好、通用性更强。     

既有多层砌体结构教学楼隔震加固设计

为研究隔震技术加固砌体结构房屋的可行性及适用性，以一栋层数和高度均超限的既有多层砌体结构教学楼为对象，详细介绍隔震加固设计全过程，并利用软件ETABS对隔震加固后的结构进行分析。结果表明，隔震加固后，砌体结构的自振周期明显延长，地震响应显著降低；变形集中于隔震层，隔震层以上结构层间位移角在设防地震作用下远小于2倍弹性层间位移角限值，在罕遇地震作用下远小于4倍弹性层间位移角限值，满足了预定的抗震性能目标；隔震支座的水平位移和拉/压应力也远小于规范限值。隔震层以上结构X、Y向减震系数最大值分别为0.301和0.379,均小于0.4,结构构造措施可按比设防烈度降低一度确定，解决了结构层数和高度超限问题。     

高烈度区高层剪力墙结构隔震设计研究

对罕遇地震作用下加速度幅值为0.765g的某钢筋混凝土剪力墙结构橡胶支座隔震设计进行了研究。该结构高度为77.9m,高宽比为3.14,抗震设防烈度为8度(0.30g),近场影响系数取1.5,未采取措施时隔震支座同时受拉百分比达到43%。将设置初始间隙的可提离装置设置在周边隔震支座处,用于解决罕遇地震作用下隔震支座拉应力过大问题。分析结果表明,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.38,罕遇地震作用下隔震支座的极小面压为0.09MPa,绝大部分支座无拉应力,隔震支座极大面压、水平矢量变形和结构抗倾覆安全系数均能够满足规范要求,结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

9度区高层隔震结构设计与分析方法

隔震结构所采用的材料与传统抗震结构有很大的不同,设计方法也有差异。以抗震了设防烈度为9度区的某小区高层隔震结构为例,重点介绍了规范对隔震计算分析的相关要求、竖向地震作用计算、支座计算模型选择、支座拉应力分析等内容。分析结果表明,对于支座参数设计合理、各项指标均能满足规范要求的高烈度地区高层隔震结构,上部结构地震响应明显降低,抗震性能也得到很大提高。     

山西某公寓楼基础隔震设计与研究

对位于山西某8度设防烈度区的一公寓楼采取基础隔震设计,柱底设置隔震装置,选用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座。通过时程分析方法,分析隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的地震响应。计算结果表明,隔震后结构的自振周期明显延长,上部结构的楼层剪力和层间位移角显著降低,反应位移主要集中在隔震层,隔震效果较好,支座耗能能力较强,结合建筑抗震规范,上部结构抗震设防烈度可按降一度设计。     

某教学楼结构隔震设计及分析

以某教学楼结构设计为例,采用基础隔震技术,在上部结构与基础之间设置由橡胶支座和阻尼器组成的隔震层,以改变结构体系振动特性。采用分部计算方法,通过ETABS软件Rubber Isolator+gap单元模拟隔震支座,进行隔震分析。计算结果表明：结构采用基础隔震后,结构地震响应明显降低,隔震后上部结构水平地震作用可降低1度;罕遇地震作用下支座拉应力最大值<1.0 MPa,说明结构质心和刚心相距较小,没有发生倾覆的趋势;支座压应力最大值为14 MPa,远<30 MPa,该工程的隔震支座布置合理,安全性较好。     

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。     

隔震层屈服系数对基础隔震结构性能的影响

为研究隔震层屈服系数对采用橡胶隔震支座的基础隔震多层结构水平向地震反应的影响,首先对单质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律进行分析,包括按等效线性化反应谱法简化计算和按时程分析法计算。然后以一个多层隔震结构为例,研究多质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律。同时,分析在不同支座压应力和地震输入强度下的相关性。分析结果表明:对应最小水平向减震系数,存在一个最优隔震层屈服系数区间,且隔震支座平均压应力越小,最优屈服系数越大;隔震层水平位移随隔震层屈服系数的增加而减小;隔震层和各楼层最小水平向减震系数对应的最优屈服系数不同;随着隔震层屈服系数的增加,上部各楼层的水平加速度也相应增加,表现为中间层增幅小、顶层和隔震层增幅大。水平地震输入峰值加速度越大,最小水平向减震系数对应的隔震层最优屈服系数越大,建议参考罕遇地震作用下的地震反应评估隔震装置的隔震效果。     

基础隔震技术在地铁上盖物业开发项目中的应用

采用有限元软件Midas Gen,对带大底盘的住宅结构进行隔震设计,在底层柱下布置橡胶隔震支座,并进行小震、大震下的非线性时程分析。结果表明:与抗震结构相比,基础隔震能明显延长自振周期,降低结构的基底剪力、层间位移角。对于带裙房的框架结构,设置隔震支座能明显提高其抗震能力,为结构提供安全储备。与传统抗震结构相比,隔震结构有明显优势。设防烈度下,减震系数为0.33,大底盘以上结构可降低设防烈度,按7度0.1g设计。在罕遇地震下,隔震层竖向拉应力以及水平变形均小于规范限值,为结构提供了安全保障。最后,将修正后的地震影响系数最大值带入抗震结构分析,计算结果与时程分析结果相近,减震效果明显,可以作为上部结构设计的依据。     

某9度区复杂框架结构隔震设计

对位于9度高烈度区采取隔震技术的某复杂框架结构进行了分析设计,确定结构选用普通橡胶隔震支座与铅芯橡胶隔震支座,并采用振型分解反应谱法和时程分析法对结构进行了地震反应分析。结果表明:所选用的隔震支座布置是合理的,并且采用隔震技术可显著降低上部结构的楼层剪力、层间位移角和扭转变形;结合抗震规范,上部结构可按降低1.5度设计,经过隔震设计后的隔震结构抗震性能高于传统设计结构。     

高层建筑隔震分析中作用效应组合方式探讨

通过理论公式推导,对不同隔震支座拉压刚度比下,采用线性组合法(LCM)和非线性组合法(NLCM)对隔震层受拉程度的影响进行了研究,并结合某高层建筑隔震实例,分析了采用线性组合法计算上部结构效应的误差。研究结果表明:相对于非线性组合法,由线性组合法计算得出的隔震层受拉区长度偏小,且偏差程度随着隔震支座拉压刚度比的减小而增大,即偏于不安全;当采用线性组合法时,部分楼层减震系数、隔震支座最大位移、最大拉应力、最大剪力以及部分隔震支座最大压力和压应力均偏小,即线性组合法计算结果偏于不安全;高层隔震计算中应考虑支座拉压刚度不等性,即应按实际荷载工况顺序依次加载(NLCM),且要考虑上部结构的重力二阶效应。     

刚性限位对基础隔震结构动力响应影响试验研究

为防止隔震层在极罕遇地震作用下出现过大变形而导致隔震设施损坏,部分隔震结构安装了钢墩或钢筋混凝土墩等刚性限位装置。为了研究刚性限位对基础隔震结构动力响应的影响,设计三层单跨钢框架基础隔震结构以及钢墩、钢筋混凝土墩、带橡胶垫层钢墩三种刚性限位器,并进行振动台试验。研究不同预留间隙时三种限位器对基础隔震结构的位移、加速度、接触力以及隔震支座竖向荷载等动力响应影响的规律。试验结果表明,刚性限位器能有效减小其隔震层位移,但也会对上部楼层产生较高大的不利响应,同时会增大隔震支座的竖向荷载,甚至使支座产生拉应力。在钢墩前设置橡胶垫层能明显减小上部结构的加速度响应,对上部结构位移响应、隔震支座竖向力及碰撞点处接触力影响不大。     

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。