浅谈高层建筑结构设计中的隔震减震措施（论文）.pdf

l工程建设与设计 l Con~tructlon＆Design r c 浅 谈 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 的 隔 震 减 震 措 施 Talking About the Vibration Isolation and Shock Absorption Measures in the Design of Hi曲 一Rise Buildings 吴昊 WUHao 【摘 要】简单介绍了高层建筑结构设计中常见的隔震减震设计，并结合实例对隔震减震措施在高层建筑结构设计中的应用进行详 细论述，希望能够为相关工程提供给参考。 【Abstract]Thispaperbrieflyintroducesthecommon seismicisolationandshockabsorptiondesigninhigh—risebuilding structuredesign，and discusses the application ofisolation and shock absorption measures in high—rise building structure design with examples．Hoping tO provide ref rencef0rrelatedengineering． 【关键词】高层建筑；结构设计；隔震减震 【Keywords]high—rise building；structural design；vibration isolation 【中图分类号]TU318 【文献标志码IB 【文章编号】1007．9467(2018)09．0010．02 [DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．09．205 1 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 常 见 的 隔 震 减 震 措 施 1．1减 震措 施 高层建筑结构设计中的减震措施主要借助建筑物以外的 部件增加阻尼 ，实现地震能量在传递过程中的消耗 ，由此即可 有效避免高层建筑在地震中受到损害。减震消能部件一般设 置于高层建筑变形较大部位。为最大化发挥减震措施的效用， 减震措施应用设计最迟需要在施工前完成，同时还需要有效利 用建筑物外部环境，优4tNN消能部件、确定结构主轴方向，由 此确保减震措施能有效增加主轴方向的刚度和阻尼，较好地实 现地震能量的消减，高层建筑的安全I生能将因此大幅提升l】】。 1．2 隔 震措施 相较于减震措施，高层建筑结构设计中的隔震措施则较 为多样化 ，应用特殊材料的地基隔震 、基础隔震、层间隔震均 属于其中典型。其中，应用特殊材料的地基隔震一般使用黏 土、砂子 、沥青特殊材料等实现地基隔震 ；基础隔震属于有效 性较高的隔震措施 ，体形规则高层建筑即可应用该措施。黏弹 性隔震 、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震均属于基础隔震组成。混 【作者简介】吴吴(1981 )，男，厂东茂名人，工程师，从事建筑结构 设计、工程项目技术管理和工程管理研究(身份证号：4409021981 XX xx0431)。 1O 合隔震装置 、夹层橡胶垫隔震装置等则属于该措施较常使用 的隔震装置 ；而层间隔震则属于抗震和隔震相结合的一种方 法 ，在原结构上安装由质量和隔震支座组成的耗能减震装置 属于该方法的基本原理。 2 隔 震 减 震 措 施 在 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 的 实 际 应 用 2．1工 程概 况 为提升研究实践价值 ，本文选择了某地采用基础隔震措 施的 32层塔楼作为研究对象，该建筑的隔震层设置在 3．2m 层高的非机动车夹层 ，塔楼屋面高度为 93．07m、最大建筑总高 度为 99．75m，抗震设防烈度为 8度、场地类别为Ⅱ类、地面粗 糙度为 B类，基本风压取 0．33kN／m 。 2．2 结构 计 算与 分析 该建筑的抗震设计 目标为“小震不坏 ，中震即用，大震可 修”，因此，设计人员在设计之初明确了如下抗震性能目标 ： (1)隔震层以上结构。多遇地震下“弹陛”、设防地震下“除连梁 外 ，保持不屈服且层间位移角≤1／800”、罕遇地震下“除连梁 外 ，个别抗侧构件屈服层间位移角≤1／500”。(2)隔震层。隔震 装置在多遇地震下“弹陛”、设防地震下“正常工作”、罕遇地震 下“不丧失功能且剪应变≤250％”，支墩保持“弹性”。(3)地下 室直接支承构件 。在多遇地震、设防地震下“弹性”，罕遇地震 下“抗剪弹性”。整体抗震目标为水平向减震系数小于 0．4，因 此，设计人员采用了布置铅锌橡胶支座(LaB)、天然橡胶支座 (LNR)的隔震支座布置设计，其中铅锌橡胶支座与天然橡胶 支座共计 26个。 2．3 隔 震分 析 为提升抗震措施在研究对象塔楼的应用质量 ，设计人员 应用 ETABS软件开展了具体隔震分析，这一分析主要围绕中 震、大震阶段的隔震结构非线性时程分析展开，同时引入 YJK 软件开展结构的配筋计算和施工图设计，由此可发现 ，2种软 件得出的隔震前后相应周期、结构总质量等参数差异较小，因 此，可确定计算结果和分析的可靠性。在前 3阶振型周期的隔 震前后结构对比中， 周期隔震前与隔震后的结构振型周期 分别为 1．507s和 4．673s； 周期隔震前与隔震后的结构振型 周期分别为 1．475s和 4．669s； 周期隔震前与隔震后的结构 振型周期分别为 1．173s和 3．903s，可见隔震措施的应用实现 了结构扭转不利影响的显著消减、场地特征周期远离，结构基 本周期振型质量、平动因素也因此大幅增加。此外，通过时程 函数输入、水平向减震系数开展时程分析 ，可得出上部结构中 震时结构最大层间位移