基础隔震高层建筑影响因素的理论分析

对采用基础隔震的高层建筑进行了三维有限元分析计算,研究了不同结构体系、双向地震作用、P-△效应以及加速度反应等对基础隔震高层建筑的影响.通过以上的研究,得出了结论:同一结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的层间剪力比非隔震结构的层间剪力减小一个数量等级;不同结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的位移随层数的变化趋势不一致;同一结构在不同地震波作用下,建筑物的地震反应相差较大;在建筑物中某些构件需要考虑双向地震波作用效应;隔震建筑物可以不考虑P-△效应;高层隔震建筑物的加速度反应不同于非隔震建筑物的加速度反应.结果表明,基础隔震技术可以应用于高层建筑.     

某高位层间隔震加固结构分析研究

采用层间隔震技术对某建筑进行加层与加固的减震设计,并对高位层间隔震结构和加层后无隔震传统结构进了对比分析,包括反应谱和局部非线性多遇地震和罕遇地震作用下的时程分析。分析结果表明,高位层间隔震结构能明显减小结构的地震反应,改善结构的抗震性能,从而减少底部原有结构构件的加固数量,并且能使结构满足现行抗震设计规范要求。最后还提出采用高位层间隔震技术时电梯井的处理方法,可供相关工程设计参考。     

泸定6.8级地震医疗建筑震害调查与分析

2022年9月5日,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震,对泸定县、汉源县、石棉县、康定市、荥经县等地造成严重灾害。为了分析此次地震对当地医疗建筑的影响,对灾区60余栋医疗建筑进行了震害调查,分析了医疗建筑结构、非结构构件及关键设备等的地震损伤情况,对其典型震害特征进行了总结。调查结果表明：未经过正规抗震设计的木结构、砌体结构医疗建筑震害严重,而经抗震设计的医疗建筑结构构件大多基本完好或轻微破坏;非结构构件及关键设备的震害较为严重,影响了医院震后正常运行;而采用隔震技术的医疗建筑结构抗震性能良好,能够实现对结构、非结构和设备的三重保护。根据震害调查结果,针对医疗建筑结构、非结构构件及设备的防震保护,分别提出了相应的建议。对于位于高烈度抗震设防地区、地震重点监视防御区的新建医疗建筑结构可采用隔震减震等技术减轻地震损伤,对于非结构构件及关键医疗设备可根据其特征采用抗震支架、可靠锚固、隔震技术等实现震后正常使用。研究成果可促进我国医疗建筑抗震性能及震后功能保全能力提升,推动韧性城乡建设与发展。     

高烈度区医疗类建筑的消能减震技术应用研究

医疗类建筑作为重点设防类公共建筑，如何保证其在地震过程中“功能不中断”一直是备受关注的研究课题。对于高烈度区医疗建筑，《建设工程抗震管理条例》(国令第744号)提出需进行多遇及设防地震工况的包络设计。而单纯通过加大构件截面尺寸的传统设计方法往往效果不佳，且易出现“肥梁胖柱”现象。为了有效控制结构构件的截面尺寸从而满足建筑的使用要求，采用在结构中增设金属阻尼器的消能减震设计方法，对减震及非减震结构进行不同地震工况下的时程分析。研究结果表明：减震结构在设防地震作用下能够满足《建设工程抗震管理条例》(国令第744号)中正常使用的各项性能指标；同时在罕遇地震作用下能够较好实现“强柱弱梁”的设计目标，抗震性能较纯框架体系好。通过模拟医疗冷库用房环境进行阻尼器的性能测试，进一步证明了低温环境下阻尼器力学性能稳定，滞回曲线饱满。     

2022年泸定地震某隔震建筑隔震层及上部结构地震反应分析

在2022年9月5日四川泸定6.8级地震中,位于震中附近的一栋地上6层地下1层的隔震建筑的隔震层黏滞阻尼器、穿越隔离缝的管线、隔离缝附属非结构构件等发生破坏。在介绍该建筑主要震害的基础上,通过基于简化分析模型和邻近台站实际强震记录的非线性地震反应分析,推测该建筑的最大地震反应,为分析破坏原因提供定量讨论的基础。分析结果表明,该建筑的隔震层在地震中启动工作并在沿结构短边方向发生了逾200 mm的水平变形,对减小上部结构的地震反应发挥了积极作用。隔震层中的12个黏滞阻尼器对于减小隔震层和上部结构反应的减震效果非常有限。由于黏滞阻尼器及其锚固连接的实际力学性能不明,尚无法对其大量破坏的原因得出确定性结论,可能的原因涉及设计、产品、施工等环节。     

2022年泸定地震某隔震建筑铅芯橡胶支座地震反应分析

在2022年9月5日四川泸定6.8级地震中,位于震中附近的一栋地上4层的隔震建筑的隔震层正常发挥作用,上部结构和非结构构件均基本完好,但是隔震层中的铅芯橡胶支座、排水管线和隔震缝附属非结构构件等均发生了不同程度的破坏。在介绍该建筑主要震害的基础上,通过基于简化分析模型和邻近烈度仪实际强震记录的非线性地震反应分析,推测该建筑的地震反应,并重点考察铅芯橡胶支座的竖向应力在地震中可能发生的变化。结果表明,尽管该场地附近的强震记录表现出明显的近断层脉冲特性,但在其作用下,该建筑上部结构的最大层间位移角小于设防地震下混凝土框架结构1/400的限值,隔震层也有效地减小了上部结构的楼面水平加速度反应。受比较显著的竖向地震作用影响,绝大多数隔震支座均可能短暂地处于拉剪耦合受力状态,但其最大拉应力水平远低于根据既有试验得到的相应水平剪应变下的极限拉应力。该建筑隔震层中橡胶隔震支座的大量破坏不能简单地归因于竖向地震作用。     

某医疗钢结构隔震设计与性能分析

隔震技术通过设置隔震支座,可延长结构自振周期,降低结构所受的地震作用.针对某医疗钢结构建筑,分别采用基于减震系数的分部设计法、直接分析设计法进行隔震设计,通过同时考虑上部结构非线性与隔震支座非线性的动力时程分析,对不同地震水准下隔震结构的抗震性能进行分析评价,同时与抗震结构的抗震性能进行对比.结果 表明:采用直接分析设计法设计的隔震结构抗震性能水平高于采用分部设计法设计的隔震结构的抗震性能水平;相比于抗震结构,隔震结构的剪力、上部结构层间位移及楼层加速度均较低,尤其是楼层加速度明显降低,能够保护内部设备不发生倾覆破坏.     

高层住宅剪力墙结构隔震设计

隔震建筑的隔震层阻隔了地震时地面振动向上部结构传递地震作用(或振动能量),造成结构自振周期增大,加速度减小,位移增大,隔震结构设计时,需要在减小加速度响应和增大位移响应之间找到最佳的平衡点,并考虑不同场地作用的影响。以实际剪力墙工程为例,介绍了减隔震方案的选择、抗震目标的确定、减震系数的计算、隔震层的设计。计算分析表明,隔震技术显著地降低地震能量的输入,隔震建筑的抗震设防水准高于同条件下的非隔震建筑。     

结构隔震设计在某学校建筑中的应用

以山西省太原市某工程为例,阐述了建筑隔震设计的流程,并对隔震和非隔震分析结果进行了对比,从分析结果可知,采用隔震技术后,大大减小了上部结构的水平地震作用,有效地减小了上部结构在地震作用下的相对变形,从而保证主体结构、非结构构件的安全,以及内部设备功能完好,以使地震后能够正常运转。     

某医院门诊楼满足中震正常使用要求的设计分析

某医院门诊综合楼为框架结构，依据《建设工程抗震管理条例》规定，在设防地震时应满足正常使用要求，采用传统抗震方案不能满足要求，需采用隔震减震等技术。本文对隔震减震方案进行了对比分析。采取隔震方案时可充分保证结构设防地震下的正常使用；进一步对比了3种不同的减震方案，综合分析发现粘滞阻尼器和防屈曲支撑混合布置的方案能更好满足中震正常使用位移角限值要求，建议优先选用。本文通过比较隔震和不同的减震方式，为类似医疗建筑的减隔震设计提供参考。     

Quantitative evaluation and improvement of seismic resilience of a tall frame shear wall structure

Tall buildings are an important part of a city, and their earthquake-induced damage or collapse will lead to heavy losses, extended repair time, and casualties. Therefore, it is essential to quantify and improve the resilience of tall buildings. To this end, this paper develops a component damage-based metric to characterize tall buildings' functionality loss and then proposes a general quantitative evaluation process to evaluate tall buildings' resilience. Next, the evaluation process is applied to a 42-story reinforced concrete frame shear wall building to demonstrate its applicability. Finally, retrofit strategies on nonstructural components are discussed to enhance the building's resilience. It can be concluded that the proposed metric can be effectively used to evaluate tall buildings' functionality loss. The building being studied has great seismic resilience, with resilience values of 99.95%, 98.68%, and 88.69% at service level earthquake (SLE), design level earthquake (DBE), and maximum considered earthquake (MCE), respectively. The influence of nonstructural components on seismic resilience is greater than that of structural components at SLE and DBE levels. It is an effective alternative to enhance the seismic resilience of tall buildings under SLE and DBE by improving the performance of partition walls, ceilings, and equipment.     

大型公共建筑非结构构件抗震性能及#br# 韧性提升研究综述

大型公共建筑既是保障震后救灾及城市系统功能恢复的基础设施系统,又是地震灾害的重要承灾体。地震一旦发生,大型公共建筑中非结构构件会造成严重的地震灾害,影响建筑的使用功能、造成巨大的经济损失,甚至给人员疏散和安置带来潜在威胁。文章从理论分析、数值模拟及试验研究等3个方面系统总结非结构构件抗震性能分析方法的研究进展。以吊顶、幕墙及电梯为例阐述非结构构件的地震响应及破坏特征。探讨大型公共建筑中非结构构件抗震性能研究的新思路：结合材料科学、控制科学及交叉学科的发展,不断创新非结构构件的抗震性能分析方法;结合大数据和人工智能技术形成非结构构件震害评价方法和智能识别技术,为非结构构件的抗震韧性评估提供依据;发展非结构构件地震韧性提升技术,为大型公共建筑的安全运行提供技术保障。     

建筑常用给水管道地震易损性试验研究

现行建筑设计规范对结构的抗震设计有着严格的要求,对非结构构件的抗震性能却缺乏足够的重视。地震后即使建筑物的结构损伤较小,也可能因为非结构构件的破坏而丧失使用功能。管道系统作为一种典型的非结构构件,是建筑实现给水、排水、消防、燃气等功能的重要保障。针对国内新老建筑中常用的PPR、镀锌钢管等建筑给水管材,以直径、水压、壁厚、加载方式为变量设计并完成24组共计72个往复加载试验。根据试验结果总结各类型管道的破坏特征和地震易损性,并通过算例介绍了试验易损性数据在管线抗震设计和分析中的应用。     

基于历史地震记录的楼面加速度放大系数研究

楼面加速度放大系数(FAA)是房屋在地震作用下楼面加速度峰值与地面加速度峰值的比值,反映了建筑主体结构对地面加速度的放大作用,在对建筑非结构构件进行抗震承载力计算时,FAA是必需的重要参数之一。对于FAA的合理取值方法,当前规范大都基于少量的历史楼面地震记录或者简单房屋结构有限元模型,开展统计和计算分析,难以反映各种建筑结构FAA的实际分布特征,使得计算获得等效地震力与其非结构构件实际承受的地震作用相差较大。以美国加利福尼亚强震记录数据库(CSMIP)为基础,以新的建筑高度分类方法为基准,分别计算得到混凝土结构、钢结构和砌体结构房屋的FAA。数据分析结果表明,现行规范难以合理地包络实际观测得到的FAA值。因此,采用抛物线模型,分别拟合FAA沿建筑高度分布曲线,并针对不同的高度类型和结构类型,分别给出对应的曲线参数。所拟合的曲线能够很好地反映出实测FAA分布特点。此外,对于屋面附近的楼层,建议适当提高FAA数值以反映高层建筑中楼面鞭梢效应而造成的突变。最后通过对建筑结构高度进行分类来考虑自振周期对FAA的影响。     

高层建筑的隔震原理与技术

隔震技术目前正逐渐应用于高层建筑。但对于高层建筑,延长结构周期带来的抗震性能改善并不显著,而分析结果表明,隔震技术仍可以显著降低结构的绝对加速度响应。本文以线弹性动力时程分析和反应谱法为基础,从延长结构周期原理与隔震层滤波原理两方面分析了建筑隔震的减震效果。分析结果表明,在现有基于承载力抗震设计框架下,两种原理的分析结果是等效的,而滤波原理能够更加科学的解释隔震技术在降低结构绝对加速度响应方面的减震机理,有助于从基于性能设计更加全面的体现隔震技术的优势。在充分认识隔震原理的基础上,进一步讨论了高层建筑隔震需解决的技术问题,并介绍了日本高层隔震建筑的应用。     

钢筋混凝土框架核心筒结构地震韧性评价

随着中国高层建筑的蓬勃发展,“大震不倒”的性能目标已经不能满足现代社会的需求,提高其地震韧性是当下高层建筑抗震的发展趋势.对比目前代表性的韧性计算方法,构建了一种基于构件损伤状态的结构使用功能量化方法,提出了结构地震韧性的评价流程,并应用于典型钢筋混凝土框架核心筒高层建筑结构的地震韧性评价.研究结果表明:所提出的基于构...     

非结构构件抗震性能试验方法综述

现代建筑功能日益复杂,建筑非结构构件日益丰富,非结构构件在地震中的破坏会严重影响建筑使用功能,造成巨大经济损失。目前,非结构构件的抗震性能试验研究大多沿用结构试验的拟静力、动力和地震模拟振动台试验方法,但是在加载制度等方面与结构试验存在明显区别。针对非结构构件独特的破坏模式,也有学者提出新型的试验方法。本文在阐述非结构构件抗震设计重要性的基础上,总结现有非结构构件抗震性能试验相关方法,介绍各类试验方法的应用实例及其不足之处,并探讨非结构构件试验方法的发展方向。     

日本建筑隔震技术的研究现状与发展

介绍了日本建筑结构基础隔震和地基处理的隔震方法的研究现状与最新发展，可供我国建筑隔震技术研究参考．内容包括建筑结构基础隔震和地基处理工程中的地震隔离方法、隔震层的组成以及地震隔离效果评价等．     

宿迁市府苑小区综合楼隔震分析

宿迁市府苑小区综合楼位于 8度区 ,设计基本地震加速度值为 0 3 0 g ,为 6层底部框架砌体结构 ,平面呈三折线形。工程采用基础隔震技术进行结构设计 ,隔震层由橡胶隔震支座、滑移支座、粘滞消能器组成。对隔震体系空间模型的时程分析表明 :采用基础隔震措施可显著降低上部结构的地震作用 ;设置粘滞消能器能较好地解决降低上部结构的地震作用和限制隔震层位移之间的矛盾 ,有效地消除结构的扭转效应     

基底摇摆隔震桥墩振动台试验与数值模拟研究

为了研究不同构造形式的基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用下的响应规律和抗震性能，提出了设置高阻尼橡胶垫块和线性弹簧的两种基底摇摆隔震桥墩模型。通过振动台试验和数值模拟，对两种摇摆隔震桥墩的地震响应规律和抗震性能进行了对比研究。结果表明：两种基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用后，桥墩均没有出现严重的破坏，其破坏特征主要表现为限位钢板的弯曲变形和提离约束部件的移位，桥墩呈现出良好的抗震性能；两种基底摇摆隔震桥墩相对于传统桥墩能够显著降低墩顶加速度和墩底应变响应，但墩顶水平位移响应也会相应增加，在摇摆隔震桥墩的设计上，应将墩顶水平位移作为主要设计参数；提出了两种基底摇摆隔震桥墩改进的Winkler两弹簧数值计算模型，通过与振动台试验结果对比，证明了该模型能够较好地模拟两种基底摇摆隔震桥墩的摇摆行为及其地震响应规律。