多遇地震作用下 高層建筑基礎(chǔ)隔震研究的論文

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1、多遇地震作用下高層建筑基礎(chǔ)隔震研究的論文摘要：本文采用三維有限元模型，對某高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了時(shí)程分析，考慮了基礎(chǔ)鉛芯疊層橡膠隔震墊的彈塑性特性和粘滯阻尼，分析了結(jié)構(gòu)在地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)，計(jì)算結(jié)果表明隔震結(jié)構(gòu)的頂層加速度峰值、層間位移角、層間剪力等均大大降低，隔震性能良好，為高層建筑中推廣應(yīng)用基礎(chǔ)隔震技術(shù)提供了理論依據(jù)。　　關(guān)鍵詞：高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)隔震；三維有限元模型；地震反應(yīng)　　　　1．引言　　　　地震和風(fēng)給人們帶來了嚴(yán)重的災(zāi)害。采取經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的措施減小地震和風(fēng)荷載造成的損失，已經(jīng)成為科學(xué)

2、家和工程師關(guān)注的問題。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震和抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法是利用結(jié)構(gòu)自身的能力來耗散振動(dòng)能量，如加大構(gòu)件的截面尺寸或提高材料的強(qiáng)度等級(jí)等。這種方法既不經(jīng)濟(jì)，又存在較大的問題。建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)將從根本上解決這一問題?！　』A(chǔ)隔震技術(shù)是目前工程中應(yīng)用最多的一種減震控制技術(shù)，由于其造價(jià)低，易于實(shí)施，減震效果好，越來越受到人們的重視。國內(nèi)外很多學(xué)者對混凝土基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)做了大量細(xì)致而深入的工作，并且也建成了許多隔震建筑，提出了許多關(guān)于隔震結(jié)構(gòu)的理論及設(shè)計(jì)方法?！　　　?．計(jì)算模型及參數(shù)　　　　本文采用高層建筑三維有限元分析軟件etabs，對

3、設(shè)置與不設(shè)置橡膠隔震墊的某高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震反應(yīng)分析。該高層建筑地面以上25層，高度約81m。上部結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。.梁、樓板、剪力墻的幾何尺寸及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)逐層變化。頂層上建有塔樓，而一二層設(shè)有裙房。建筑場地類別為ⅲ類，tg=0.45s，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。本工程所屬地區(qū)50年一遇的基本風(fēng)壓2，(用于高度為60m以下建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算和高度超過60m的高層建筑結(jié)構(gòu)水平位移控制)，100年一遇的基本風(fēng)壓2，(用于高度超過60m的高層建筑結(jié)構(gòu)

4、承載力計(jì)算)。地面粗糙度c類，風(fēng)荷載體形系數(shù)μs=1.3　　本文選擇目前國際上用的較多的el-centro波（適合ⅱ、ⅲ類）、taft波（適合ⅱ、ⅲ類）以及人工模擬地震波（適合ⅲ類）進(jìn)行時(shí)程分析。將波的最大幅值分別調(diào)至相當(dāng)于7度多遇地震下的加速度峰值35gal。選取等時(shí)間步長0.02s，總持續(xù)時(shí)間為15s?？紤]雙向水平地震作用，根據(jù)規(guī)范地震波按加速度峰值1（x方向）:0.85（y方向）的比例輸入，并與風(fēng)荷載分別進(jìn)行內(nèi)力與位移的線性組合:　　(1)位移組合:1.0g±1.0e±0.20m，小于隔震墊設(shè)計(jì)最大水平位移300mm，因

5、此隔震墊設(shè)計(jì)合理?！　≡诙嘤龅卣鸩ㄗ饔孟拢Y(jié)構(gòu)頂層加速度時(shí)程如圖1所示，各層層間位移角如圖2所示，圖3給出了隔震結(jié)構(gòu)與非隔震結(jié)構(gòu)的層間剪力?！　膱D1可以看出，多遇地震時(shí)隔震結(jié)構(gòu)頂層的最大加速度為36gal，僅為非隔震結(jié)構(gòu)的40%?！　膱D2可知，多遇地震時(shí)隔震結(jié)構(gòu)的第1層側(cè)移遠(yuǎn)大于非隔震結(jié)構(gòu)第1層側(cè)移。原因在于結(jié)構(gòu)隔震層水平剛度遠(yuǎn)小于第1層水平剛度，通過橡膠墊的集中大變形將地震能量隔離，使地震能量不向上部結(jié)構(gòu)傳輸或少傳輸?！　∮蓤D3可知，多遇地震時(shí)隔震結(jié)構(gòu)基底剪力為4608kn，為非隔震結(jié)構(gòu)基底剪力的70%?！　　　?．結(jié)論

6、　　　　本文通過基礎(chǔ)隔震高層鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的有限元時(shí)程分析，得出以下結(jié)論:　?。?）基礎(chǔ)隔震體系設(shè)置柔性的隔震支座，從而降低了結(jié)構(gòu)的水平剛度，使結(jié)構(gòu)的自振周期增大了近50%，從而避開地震主要攜能頻帶，因此也就降低了結(jié)構(gòu)的水平地震作用?！　。?）從結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)看，在水平地震波作用下，隔震結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)明顯小于非隔震結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)?！　。?）隔震結(jié)構(gòu)的層間位移比非隔震結(jié)構(gòu)大大減小，隔震結(jié)構(gòu)的樓層位移變形主要集中在隔震層，上部結(jié)構(gòu)各層間水平位移幾乎為零，其振型為“整體平動(dòng)型”?！　。?）從最大層間剪力的反應(yīng)來看，隔震結(jié)

7、構(gòu)的最大層間剪力僅為非隔震結(jié)構(gòu)的30%。因此，隔震層上部的結(jié)構(gòu)可以按降低地震設(shè)防烈度一度考慮。