基础隔震结构水平地震作用分布规律研究
国内外隔震技术的发展和研究现状

灾害。 相对于复杂的主动控制技术而言, 基
础隔震是一种容易掌握的结构被动控制技 术, 基础隔震设计方法己经写进了一些国 家的设计规范, 成为一种实用的结构设计 方法; 采用隔震技术建筑和桥梁经受了地震 的考验, 有了成功的经验, 1 9 9 4 年在美国圣 费南尔多发生的洛杉矶地震, 震级为里氏 6 . 7 级直下型地震, 死亡 5 6 人, 伤超过 7 3 0 0 人, 损失很大, 在这次地震中, 震中附近有 两座医院,一座为抗震结构(USCUniversity 医院),另一座为隔震结构(oliveView 医院)。 隔震结构在这次地震及其其后的余震中, 地面加速度最大为 0 . 4 9 9 , 而最大楼顶加速 度为 0 . 2 1 9 , 建筑物内部的各种机器等均未 损坏, 医院功能得以维持, 成为防灾中心, 起到十分重要的作用。而另一座, 由于建 筑结构发生破坏, 机器等翻转, 并且水管破 裂, 建筑物不能使用, 完全丧失了医院的功 能。由此可见, 隔震技术将会对未来的建 筑设计思想产生深远的影响。隔震技术尤 其适用于对于震后救灾、恢复生产具有重 要作用的建筑, 如: 政府、警察局、电力、通 讯、医院、防灾指挥中心等建筑, 也适用于 博物馆、学校、计算机中心等内部价值及 无形价值很高的建筑, 以及建筑物本身价 值很高的古建筑等。
目前已有美国、日本、新西兰和意大利四个 国家颁布了建筑隔震设计规程。我国也在 2 0 0 1 年编制的《建筑抗震设计规范》( G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 ) 中把“隔震和消能减震设计”作为其 中一部分写了进去, 同时还编制了《叠层
橡胶支座隔震技术规程》( C E C S 1 2 6 : 2 0 0 1 ) 。 基础隔震能显著地降低结构的自振频率, 适用于短周期的中低层建筑和刚性结构。 由于隔震仅对地震波中的高频部分有效, 因此对高层和超高层建筑不太适用。另 外, 橡胶隔震垫的老化和耐久性问题、隔 震效果的定量设计问题以及隔震体系的优 化设计方法等还有待进一步的研究。
基础隔震结构基于设计反应谱的地震作用取值

1 引言
基础 隔震是 通过 在上部 结构与 基础 之间设 置 隔震装 置 , 长结 构 自振周期 , 而达到 减小上 邵结构 延 从
地震 反应 的一种 抗震技 术. 内外 的研究 表 明 : 中低 层 建筑 结 构 , 减震 效 果是 显 着 的[ ] 我 国新编 国 对 其 1.
建 筑抗震 规范 ( 5 o 12 0 ) GB o 1 -0 1 已吸收这 一成果 [ , 门增 加 了隔 震章 节 , 是 , 范 中只 给 出了砌 体结 3专 ] 但 规 构 和与砌 体结构 周期相 当 的结 构 的地 震 作用 简化计 算方法 , 因此 , 有必 要对周 期较 大 的隔震结 构的地 很
度体 系位移 和速度 响应 的 的线性 组合 , 根据 振型 分解 反应 谱 理论 就 可 以求 解基 础 隔震 结 构 的地 震 响应
和地震 作用. 文提 出 的方 法是 易于理 解 、 本 简单可行 、 准确实 用 的 , 具有 一定 的理论 意义 和工程 意义.
2 运 动 方程
对 基础 隔震 结构 进行 地震反 应分 析 , 先要建 立能 反映 基础 隔震结 构 的实 际变形性 质 、 且能够 使 首 并 计算简 便可行 的计算模 型 , 目前 比较 常用 的模 型有 串联 多质 点系模 型 和空 间模 型 , 串联 多质点 系模 型计 算 简单 , 理论清 晰 , 比较 适合 理论研 究用 , 间模型 计算精 确 , 空 比较适 合 进 行实 际 工 程抗 震分 析 . 文采 本 用 串联 多质点 系模型 如 图 I所示 , 结构第 i 点 的质量 为 m 结构底 板 的质量 为 帆 , 质 , 隔震装 置 的刚度 和
阻尼 系数分 别为 志 和 C , 则在地 震作 用下 , 结构运 动 方程为
浅谈高层建筑抗震及基础隔震技术

浅谈高层建筑抗震及基础隔震技术摘要:高层建筑的基础隔震技术能够在发生较强地震时保障人们的安全,降低地震带来的经济损失,该项施工技术在我国防震减灾中起到了非常重要的作用,值得相关工作者不断的钻研、改进及完善。
关键词:高层建筑;抗震;基础隔震技术1建筑工程抗震技术的发展及现状1.1建筑工程抗震技术的发展日本是首先提出工程抗震防灾技术的国家。
当时的工程抗震技术主要从静力理论开始发展,并逐渐向柔性结构理论体系发展。
而柔性结构理论体系的发展让结构体系本身的刚度得到有效减少。
随后,结构底层刚度减小、上部结构强度增大逐渐成为建筑工程抗震技术的发展方向,这种技术又被成为是柔性底层结构体系。
随着时间的推移以及技术的不断进步,建筑工程抗震技术现阶段主要被广泛采纳的是延性结构抗震体系。
传统的抗震技术在如今的高层建筑中仍然有一定程度的运用。
并且目前抗震防灾技术也相对完善,同时在各个方面发挥着显著的影响。
1.2建筑工程抗震技术现状目前我国的抗震隔震技术以及耗能减震技术的发展已经趋于成熟,并且在很多实际的高层建筑项目中得到推广和运用,取得了较好的效果。
2高层建筑当中基础隔离技术的主要原理在以往的的抗震结构中,主要依靠建筑结构及构件来抵抗甚至是消除掉地震产生的能量,在进行高层建筑的结构设计时,由于地震产生的作用力属于外加荷载,设计师要结合其它荷载带来的影响对建筑物隔震设计进行细致的分析,从而使其满足抗震的要求。
在高层建筑隔震技术中,其主要原理就是将阻尼器以及橡胶隔震支座加入到建筑物的耗能装置内。
其中,橡胶隔震支座主要提供的是较强变形能力等作用,其次,它还会对地震能量进行一定的消耗。
在高层建筑中应用隔震技术,一般会使建筑物上部结构中的地震作用缩小到30%左右,当地震发生时,其上部结构的反应主要以第一振型为主。
相当于一种刚体平动,基本上不会产生反应放大的情况,并通过隔震层中的相对大位移作用有效降低上部结构内所受到的地震荷载。
若在发生地震前采用基础隔震措施,高层建筑上部结构受到的地震反应就会大大降低,同时减轻对建筑构件以及内部设施的破坏程度,还会避免建筑物中的人群受到伤害。
基础隔震结构性态水准和性态目标的研究

第 5期
四川建筑科学研究
S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 1 6 9
2 0 1 3年 1 O月
基 础 隔 震 结 构 性 态 水 准 和 性 态 目标 的研 究
马玉宏 , 赵桂 峰 , 谭 平 , 陈瑞 海
5 1 0 0 0 6 ; 5 1 0 4 0 5 ) ( 1 . 广州大学土木工 程学 院 , 广东 广州 2 . 广州大学工程抗震研究 外 有关结构性态水准 和性态 目标 的主要研究成果 为基 础 , 参考 国内的相关 规范和标准 , 将基础 隔震
结构的性态分为 5个水准 : 健康 、 亚健康 、 病态 、 生命 安全和毁坏 , 并针对建筑不 同使 用功能的重要 性提 出了 3个 层 次 的设 防 目标 : 一般设防 目标 、 强化设防 目标 、 重点 设防 目标 。同时 , 对基础 隔震结构 用设计基 准期定 义其 不 同功 能类别 , 计算 了设计基准期不 同的三类建筑不 同地震 动水准 的相 当超越概率 ; 提 出了不同使用 功能结 构水平 向减 震 系数 与隔震后 上部 结构水平地震作用 和抗震措施所 对应的烈度 分档建议值 。最后 , 将基础 隔震 R C框架结 构的
f o r b a s e . i s o l a t e d b u i l d i ng s
MA Yu h o n g , ZHAO Gu i f e n g , TAN Pi n g , CHEN Ru i h a i
( 1 . S c h o o l o f C i v i l E n s i n e e r i n g , G u a n g z h o u U n i v e r s i t y , G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 6 , C h i n a ; 2 . E a r t h q u a k e E n g i n e e i r n g R e s e a r c h& T e s t C e n t e r , G u a n g z h o u U n i v e s r i t y , G u a n g z h o u 5 1 40 0 5 , C h i n a ) A b s t r a c t : I n r e f e r e n c e w i t h r e s e a r c h i f n d i n g a b o u t p e r f o r ma n c e l e v e l a n d o b j e c t i v e a n d s o me c o n c e me d c o d e s o r r u l e s h o me a n d a b r o a d。 i n c o n s i d e r a t i o n it w h t h e c h a r a c t e i r s t i c s o f i s o l a t e d s t r u c t u r e , s e i s m i c p e f r o ma r n c e l e v e l s a n d p e f r o r m nc a e o b j e c t i v e s a r e p u t
基础隔震结构性能的设防水准和性能目标研究

1 1 基 础 隔震 结构 的性能 目标 与设 防水 准确 定 .
1 2 基础 隔震 结构 性能 设 防 目标 的量化 .
工程 结构 抗震 设 防水 准 是指 在 工 程设 计 中如 何根 据 客观 的设 防 环 境 和 期 望 的设 防 目标 , 考 并
筑 的性 能表现 与 现行规 范 规 定 的地 震 作 用水 准 相 结合 , 讨基 础 隔震 结 构 的 多级 性 能 设 防 水 准 和 探 设 防 目标 .
备 的振动 、 动 和 翻倒 、 线 网络 的破 坏 与 中 断 , 移 管 保 障 了地震 时及 震 后 建 筑 物 的 使 用 功 能 , 少 地 减 震 次 生灾 害的 发生 . 根据 国 内外 隔震 结 构 在实 际 地 震 中 的性 能 表 现 以及 隔震 支 座 和 隔震 结 构 的 基 本 力 学 特 性 , 作 者 建 议 将 隔 震 结 构 性 能水 平 划 分 为 4类 , 表 1 如 所 示 .结 合我 国三 级地 震作 用水 准 的划分 , 笔者 建 议 将 基础 隔震结 构 的性 能设 防 目标 划分 为 3个 等
象 _ , 主要 内容 包 括 地 震 作 用 水 准 和 建 筑 的性 6其 J
能水 准两个 方 面.因此 , 工程 结构 抗震 设 防水准 既 取 决 于地震 强 弱 的不 同 , 取 决 于 使 用 功 能 重要 又 性 的不 同 ; 与工程抗 震设 计 技术 与方 法 有关 , 既 又 与一个 国家 的经 济发 展水 平有 关 . 抗 震设 防 目标是 根 据地 震 作 用 水准 和 与 之对 应 的建筑性 能 水 准来 确 定 的.隔震 结 构 在 地 震 作 用下 的变 形 集 中在 隔 震 层 , 部 结 构 呈 “ 体 平 上 整 动 ” 层 间变形 大 大减 小 , 而 避 免 了上 部 结 构 构 , 从 件 因大变形 产 生 的破 坏 ; 且 隔震 结 构 延 长 了结 并 构 的 自振周 期 , 上部 结 构加 速 度 大 大减 小 , 而 减 从 轻 了室 内人 员 的 不舒 适 感 , 防止 了室 内物 品 及设
基础隔震的研究现状和应用

滑移量过大和震后不能 自动复位的缺点解决办法通常是并联适当的复位 向 钢弹簧、 U 形 钢片 、 柔 性 钢棒 、 抗震 体 系是 从 加 强结 构整 体 的 刚度 和强 度 人手 , 而隔震 是 试 图 隔离 地震 心 机 或阻 尼 向心元 件 。常 见 的 限位元 如 橡胶 垫 、 花瓣 状 螺旋 弹簧 和 组合 圆 环等 。 对 建筑 物 的影 响 , 减 少 地震 中 能量 向上 部 建筑 的 传播 。 与传 统 抗震 相 比 , 隔 震 多铰 支座 直杆 、 3 组 合 隔震 体 系。 具 有一 下 特 点 : ( 1 ) 提 高 了地 震 时 结 构 的安 全 性 ; ( 2 ) 设 计 自由度 增 大 ; ( 3 ) 防 前 两种 隔震 体 系虽 然应 用最 为广 泛 , 但是 都有 各 自自身 的缺 点 。 滑动 隔震 止 次生 灾 害 ; ( 4 ) 防 止非 结 构 构 件 的破 损 ; ( 5 ) 抑 制 了振 动 时 的不 适 感 ; ( 6 ) 可 体系的自复位能力较差, 在旱遇地震下可能会产生过大的位移, 叠层橡胶支座 以保 持器 械 、 器具 的功 能 。 支座 的直 径一 般较 小 , 在 大地 震下结 构 有产 生倾 覆 的危 近 代 隔震技 术 的研究 与 应用 始 于上世 纪6 0 ~ 7 0 年代 , 日本 、 美国, 新西 兰 以 则 是 自身 的造 价较 高 , 及 中 国台湾 在此 方 面起步 较早 , 隔震 技术 被广 泛应 用 于医 院 、 学校、 广播 、 写 字 险。组合隔震体系就是根据前两种隔震体系的优势和不足进行了整合。
建筑结 构
基础 隔震 的研 3 5 0
摘要 : 基 于基 础 隔震 技术 的建 筑 不但 可 以很 好 地 避 免地 震 中 的人 员伤 亡 , 而且 可 以减少 结 构 自身 和 建筑 内部设 备 的 损伤 , 将地 震 中 的经 济损 失 降到最 低 , 是 一种有 效 的 隔震 技术 。 关键 词 : 基础 隔震 ; 研 究现 状 ; 应用
分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用1. 引言1.1 研究背景建筑结构隔震技术是一种应对地震灾害的重要手段,其研究和应用对于保护建筑物、减少地震灾害带来的损失具有重要意义。
随着城市化进程的加快和人口密集度的增加,建筑物地震安全性的需求日益凸显。
地震是一种破坏性强、不可控制的自然灾害,对建筑物的破坏往往给人们的生命财产带来极大威胁。
研究建筑结构隔震技术,寻求有效的地震减灾途径,对于提高建筑物地震抗震性能具有重要意义。
隔震技术的研究与应用不仅可以提高建筑物的地震抗震性能,减少地震对建筑物的损害,还可以减少灾害事故的发生,降低经济损失,保障人们的生命财产安全。
建筑结构隔震技术的研究背景正是基于以上考虑,旨在提高建筑物的地震安全性能,降低地震灾害给人们带来的损失。
1.2 研究意义建筑结构隔震技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高建筑结构的抗震性能。
隔震技术可以有效减少地震对建筑物的破坏程度,减轻地震灾害造成的人员伤亡和财产损失,提高建筑物的抗震性能。
2. 保护建筑物的结构安全性。
隔震技术可以减少地震对建筑结构的影响,延长建筑物的使用寿命,保护建筑物的结构安全性,降低维护和修复成本。
3. 促进建筑行业的科技进步。
隔震技术是建筑结构抗震设计领域的新技术,推动了建筑行业的科技进步和创新,促进了建筑结构设计和施工技术的发展。
4. 提升建筑设计水平和工程质量。
通过研究和应用隔震技术,可以提升建筑设计师和工程师的技术水平,提高建筑工程的质量和安全性,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入了解建筑结构隔震技术的原理和应用,探讨其在地震等自然灾害中的作用和效果。
通过对隔震技术的分类和优劣进行分析,总结其优势和局限性,为建筑领域的工程师和设计师提供更好的指导和参考。
通过研究建筑结构隔震技术的发展前景和未来研究方向,寻找改进和创新的途径,推动建筑结构的抗震能力和安全性不断提升,为保护人们的生命和财产安全做出贡献。
建筑结构基础隔震技术的应用研究

建筑结构基础隔震技术的应用研究【摘要】随着我国建筑行业的快速发展,基础隔震技术因为自身具有较好的控制减震效果、容易实施以及较低造价等基本优势,目前较为广泛的应用在建筑结构中的减震控制工作中。
本文就基础隔震技术的基本特点、种类、应用时需要重视的地方以及发展前景等进行全面分析,旨在促进基础隔震技术获得较为全面的发展。
【关键词】建筑结构;基础隔震技术;应用1.前言建筑结构中应用基础隔震技术时较为被动控制以及有效的技术,由于该技术经济适用性以及减震效果,受到建筑行业的极度重视,广泛的应用在建筑结构中[1]。
本文就基础隔震技术在建筑结构中应用时要点进行细致的分析,确保给基础隔震技术的有效发展以及应用提供一定的依据。
2.建筑结构应用基础隔震技术的特点2.1 隔震特性基础隔震系统中的隔震设备的水平刚度属于可变类型的,一旦遇到微小的地震或者强风时,则会造成上部构造有着较小的水平位移,对使用要求没有任何影响。
如遇到地震属于中等强度时,则有着较小的水平刚度,建筑结构出现水平滑动的状态,造成抗震结构的刚性系统被隔震结构柔性系统代替,能够在一定程度上延长自振周期,对建筑上部结构的自振场地以及地面起到远离的效果,能够从根本上隔开地面震动,对建筑上部结构感受的地震反应能够显著降低。
一般建筑结构在应用基础隔震技术后,其反映至能够减少到1/4~l/12的非隔震结构。
2.2 保护特性建筑结构中应用基础隔震技术对建筑上部结构能够起到保护的作用,由于基础隔震结构有着较小的层间变性,应用基础各种技术不但不会破坏建筑整体结构,同时还能够保持建筑结构内的设施以及装修处于完好的状态[2]。
所以,基础隔震技术普遍的应用在精密仪器室、商场、宿舍楼以及其他工程的建设中。
2.3 良好的竖向承载力基础隔震技术中的隔震装置自身的竖向承载力较大,因此建筑结构物在正常使用的情况时,所有的承载力在建筑上部结构支撑时有着一定的安全性,另外,隔震体系竖向承载力的安全系数应该超过6,给使用建筑结构的使用要求以及安全性提供一定的保障。
建筑结构基础隔震技术的研究和应用

第 1 卷
第 1 期
震 灾 防御 技术
T c n l g o rh u k s se r v n i n e h oo yfr Ea tq a eDia t r e e t P o
V 1 1 No 1 o. , . Ma 2 0 L震
研 究和 应用
1 隔震结构基本原理和特性
建筑结构隔震技术原理简单,减震效果显著,与传统的抗震结构体系相 比具有很多优越
性,已逐渐被人们认同和接收。 传 统 的房屋 上部 结构和 地基连 为 体 ,地 震时地面 运动 的能量 经过地 基传 输 到上部房 屋 结构,结构通过振动和变形耗散能量。而隔震技术则是在房屋的地基与上部结构之问增加一
苏经宇等,19 :苏经宇等 ,19 ) 99 9 6 ,这种隔震体系主要采用橡胶隔震支座作为隔震装置, 单 独或与阻尼器共同作用,吸收并消耗地震能量 。 橡胶隔震支座主要有普通橡胶支座 、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座 ( ai 等, Ne E m 19 ) 普通橡胶支座阻尼较小, 99 。 在水平地震力较大时变形大 , 故一般与阻尼器 ( 如铅阻尼器、 油阻尼器、 钢棒阻尼器、粘弹性阻尼器、滑板支座等 ) 铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座配合 、
响系数o c 将明显降低 ,从而上部结构 的地震反
应 将减 少 。
图 1 地震影响系数 曲线
F g 1 T ec r eo i ci fu n emo u u i. h u v f e s l e c d l s s mi n
隔震体系具有如下基本特征: ( )水平具有可变的刚度 。在风荷载和较小地震作用时,隔震系统具有足够的水平刚度 1 使 卜部结构 相对 于地面 保 持不动 ;在 中强地震 发生 时 ,隔 震层发 生较 大变形 ,耗 散 了地 震 的 绝大部分能量,而上部结构相对于地面只有少许整体平动,处于基本弹性状态 。
基础隔震结构屋面突出物的水平地震作用研究

于其余各层 , 因而将整个结构简化为下面的结构体系
( 如图 1 。分别用 振型分 解 反应 谱法 和 文献 [ ]的等 ) 2
效 侧力法计 算 突 出 物 的水 平 地震 剪 力 , 后 通 过 这 两 然 种 所得结果 的 比较 , 到屋 面突 出 物水 平 地 震 作 用 修 得 正 系数 的表 达式 , 并仿 照 规程 得 到 的实用 表 格 以供工程使 用 。
;
《
在 文献 [ ] 5 和文献 [ ] 6 的基 础 上 , 道基 础 隔震 结 知
构的位移 主要 集 中在 隔震 层 , 因带 有 屋 面 突 出物 的 又
2 反 应 谱 法计 算 水 平地 震 作 用
上述计 算模 型 的运 动方程 为 :
基础 隔震 结构 , 隔震 层 和 突 出物 的层 间侧 移 刚度 远 小
i
—
,
k : 仆, 2一
基础 顶面或 地 下室 顶 板 下 布置 上 隔 震 橡 胶 支 座 , 构 结 的层 间变形 集 中 于这 一 层 , 而大 大 减 少 其 余 各 层 的 从
层 间位 移 。因而基础 隔震 结构 的第 一 振 型介 于倒 三 角 形和矩 形之 间 , 时隔 震 结 构基 本 周 期 通 常 远 大 于场 同 地周 期 , 阶振 型 的影 响较 传 统 结 构 要 小 _ 。在 使 用 高 3 规范 _ 的增大 系数和规 程 中隔震结 构 的等 效侧 力 法 l 结合计算 时 , 出物 地 震 作 用 由采 用 第 一 振 型 分别 为 突 倒三 角和矩 形对 基 底 剪 力分 配 分别 得 到 , 和 实 际不 这
式中, , 为单个 隔震支座 或阻尼装 置的水平有效 刚度 K
和有效阻尼比 ; , 为隔震层 的水平 刚度和有效阻尼 比。
基础隔震综述

基础隔震研究进展综述摘要:基础隔震技术是一种结构控制技术在工程中应用广泛,其有造价低廉,施工便捷、控制效果佳,受到国内外的重视。
本文综述了基础隔震的概念,以及研究进展。
关键词:基础,隔震,支座,阻尼,进展一、引言近年来我国在结构的隔震研究十分活跃,工程应用日益增多,已开始从理论和试验研究、方案设计、结合实际工程进行分析研究,在我国新的《建筑抗震设计规范》中,已增加了隔震专门章节。
工程结构应用橡胶支座的推荐性设计标准亦已批准。
在国际方面,自第一届国际结构控制会议于年在美国洛杉矶召开以来,大约每9 年召开一次,有关领域的文章也常见于国内外期刊和会议上。
二、概念建筑结构隔震的本质思想是通过增加能够提供柔性和适当耗能装置(阻尼)的隔震层(系统),以达到减小结构振动的目的。
基础隔震,就是在建筑物的基础和上部结构之间设置一个隔震层,延长结构的振动周期,适当增加结构的阻尼,使结构的位移集中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小,从而使建筑物不发生破坏或倒塌。
基础隔震技术的基本原理是通过设置在结构物底部与基础顶面之间的隔震消能装置,增加结构的变形能力和滞变阻尼。
变形能力的增加,使得结构在地震作用下保持不倒;而阻尼的增大可以吸收更多的地震能量从而大大减小地震作用、基底位移和结构变形。
同时,结构变形能力的增大导致了结构产生的第一振型周期变长。
这与增大的阻尼相结合,就可以大大降低地震影响系数,并且结构底部有足够的横向变形能力和滞变阻尼,使得结构底部的应力分布较为均匀,避免了常见的结构底部首先破坏的可能性。
三、基础隔震体系的主要类型基础隔震体系按隔震机理不同可划分为橡胶支座隔震体系、滑动摩擦隔震体系、组合隔震体系、摩擦摆体系等。
基于结构安全性和经济性等原因,目前广泛应用的是橡胶支座隔震体系、滑动摩擦隔震体系和组合隔震体系。
1.1 橡胶支座隔震体系橡胶支座分铅芯叠层橡胶支座、普通叠层橡胶支座和高阻尼叠层橡胶支座。
建筑结构隔震设计中的问题分析

建筑结构隔震设计中的问题分析摘要: 对于高层隔震结构体系,由于上部结构较大的倾覆弯矩会引起隔震层的转动,隔震层可能产生明显的竖向变形。
隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动,可以采用多质点平动加摆动计算模型,由动力时程分析方法计算分析高层隔震结构体系的动力反应。
关键词:高层建筑,隔震结构设计;方案分析1 基础隔震结构体系动力分析基础隔震结构目前多用于30层以下、高宽比较小、上部结构水平层刚度较大的建筑结构。
如果上部结构层数较多、高宽比较大、层间刚度较小,则上部结构须视为多质点体系,采用多质点模型,并需要考虑结构的倾覆、扭转等因素。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)提出对多层隔震结构房屋,上部结构近似看作平动,可以采用剪切型多质计算模型计算结构的地震反应,对于高层和超高层的隔震结构体系的计算模型等都没有给出说明。
在高烈度区地震波激励下,高层隔震结构体系的上部结构弯曲变形已开始占了较大部分,在高烈度地区应用橡胶隔震结构,结构中的隔震支座可能会出现一定的拉应力或者非线性变形,但是结构整体是安全的。
对于高层隔震结构体系,上部结构的倾覆弯矩较大,水平地震作用会引起隔震层的转动,结构的垂直荷载也较大,隔震层可能产生明显的竖向变形。
对于这种情况,隔震结构的地震反应不仅要按多质点平动体系进行分析,并且要考虑结构的摆动。
因此应采用多质点平动加摆动计算模型,如图1所示。
2 高层建筑结构的隔震设计2.1 隔震设计要求(1)设计方案:建筑结构的隔震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。
(2)设防目标:采用隔震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。
在水平地震方面,隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。
竖向抗震措施不应降低。
(3)隔震部件:设计文件上应注明对隔震部件的性能要求;隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量不应少于3个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
基础隔震结构基于新抗震规范地震动随机模型的地震作用取值

为 了克服 K ni Tj i aa — ai 模型 不能 反 映基 岩 地震 动 m 的频谱 特 征 、 多夸 大 了低 频 地震 动 的能 量 、 出 的位 过 导
移、 速度功率谱在频率为零处 出现明显奇异点等缺点 , Cog Pni 等 。 l h和 ez n 。 u e 对其进行了修正 , 给出的地面加 速度功率谱密度函数为
Sx
:
经 典阻 尼矩 阵 的情 况 , 用实 模 态 进行 强 行解 耦 , 然后 直
)=
s 。
() 1
接应用规范的设计反应谱 来求解 的结 果是近似 的, 要 想 得 到较精 确 的结 果 , 以用 复 模 态解 耦 , 可 以地 震 动 随 机模 型为基 础 , 用 随 机振 动 理 论 求 解 。地 震 动 具 有 运 很 强 的随机 性 , 理 地 选 择 随机 模 型 及 其 参 数 对 于 分 合 析结果 的实用性 和合理 性起着至关 重要 的作用 。目 前, 对于地 震 动模 型的研 究 已取得 不 少 进展 , 建立 了一 些 能够较 好 反 映 地震 动频 谱 特征 的 随机 过 程 模 型 , 如 平稳 模 型 中的 白噪声 模 型 、 滤 白噪声 模 型 , 平稳 模 过 非 型中的均匀调制过程 、 演变过程等等 。同时, J 一些学 者 对 于 随 机 模 型 参 数 的 取 值 进 行 了 一 些 研 究 工 作 J 。规 范规 定 的设计 反 应谱 是 经 过 几 百 条 地震 波
r= , : 1 .1—0 2 ¨ 。 g (r 0 . wg I
验, 文献[ ] 7 对与设计反应谱相对应的地震动随机模型 及 其参 数进 行 了 系统 的研 究 , 别 给 出 了与 新 规 范 分 ( B0 1 —20 ) 筑 场地 类 别 及 设计 地 震 分 组 相 对 G 5 0 0 1 建 1 应 的场地土阻尼 比和卓越频率 、 非平稳模 型中的时间 包络 函数 及地 震 动 持 时 的取 值 , 时 给 出 了 与 地 震 烈 同 度、 场地类 别及 设计 地 震 分组 相 对 应 的谱 强 因子 J s 。的 取值 。因此 , 利用文献[ ] 7 的地震动随机模型及其参数
基础隔震

(5)一般说来,隔震建筑中隔震层的抗拉能 力比较薄弱,根据剪切型结构的特点,为 了保证隔震结构的稳定性,确保隔震结构 的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构 与隔震层之间的提离,应对隔震结构的高 宽比加以控制。 (6)合理设置隔震结构的基本周期,避开场 地周期和上部结构的周期,有效地发挥隔 震技术的效果。
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基础滑动隔震
方法是在结构的底层与基础顶面设置沙、碎石 等柔垫层。 优点:1)简单易行、造价低廉,隔震效果受 地面运动频率特性的影响较小,几乎不会发 生共振现象。2)其隔震能力和隔震效果取 决于摩擦系数,为了减少滑移量,一般需要 同时采用阻尼器以增大隔震层阻尼。 缺点:1)不能自复位,一般需要另外的复位 系统,而复位系统将使建筑造价大大增加; 2)滑动性能离散性大,不易控制;3)基础 滑移受竖向地震作用的影响较大,分析复杂; 4)与动、静摩擦系数的差异有关。
厂家应提供的有关参数和要求
(1)形态参数 橡胶隔震支座由橡胶和薄钢板相间层叠组成,其基本形态宜 符合下列要求: S1 (d d 0 ) / 4t r S1 15 S 2 d / ntr S 5
2
式中S1、S2——分别为第一、第二形状系数; d、d0——分别为隔震支座的直径和中央开孔直径; tr——单层橡胶厚度; n——橡胶层数。
压应力分布
• 无水平变位时,叠层橡胶支座受纯竖向压 力时,其压应力分布沿直径方向接近抛物 线形型分布,在圆心处最大。 • 当发生水平变位时,局部区域压应力会升 高,局部区域压应力会下降,但不允许出 现拉应力。
橡胶隔震支座的选型与性能要求
应根据实际工程上部结构的具体结构 和隔震后设防目标,经过分析,得出橡胶 垫所需的变形能力和竖向承压能力,确定 橡胶垫的尺寸即直径大小;选用厂家提供 的标准产品或设计定制专用产品;针对实 际工程,对选用或定制的橡胶垫进行形态、 刚度、强度、变形能力及稳定性等方面的 验算。
水平地震作用下基础滑移隔震MDOF结构地震反应振型分解时程分析法研究及计算机仿真

水平地震作用下基础滑移隔震MDOF结构地震反应振型分解时程分析法研究及计算机仿真【摘要】目的为基础滑移隔震mdof结构地震反应时程分析计算提供精确解析解算法.方法通过对结构滑移、啮合两种状态边界条件的判断及振型分解法运动方程的建立,并通过对两种运动状态下解的正则坐标的坐标变换实现了两种运动状态的衔接.结果通过计算机编程及具体的工程实例进行仿真计算,并与同一实例的数值近似算法结论进行对比,发现本算法精确度高且性能稳定。
结论振型分解法同样适用于基础滑移隔震mdof结构地震反应时程分析计算并为其它数值近似算法提供精确解析解。
【关键词】基础滑移隔震;时程分析法;振型分解法;解析解建筑减震[1]的优势表现在地震历程的中后期,建筑隔震[1]的优势表现在地震历程的前期,地震发生时破坏力最强的阶段往往发生在地震历程的前几秒[2],所以建筑基础滑移隔震逐步成为热门研究课题,基础滑移隔震结构地震反应时程分析算法常用的是等数值算法[3],其时间积分步长的合理选择对计算结果的精度的影响很大,并直接影响到计算结果的稳定性,决定时间积分步长的主要因素有两个:(1)结构的最小自振周期,(2)输入地震波谱中所包含的最高频率。
实践证明数值算法会有较大的时间损耗,而且计算精度及稳定性也不好保证,本文就是在这种情况下寻求精确解析解且计算在整个历时过程无时间衰减的基础滑移隔震多自由度(mdof)结构地震反应时程算法的研究。
它通过对结构滑移、啮合两种状态边界条件的判断及振型分解法运动方程的建立,并通过对两种运动状态下解的正则坐标的坐标变换实现了两种运动状态的衔接,从而实现了计算机的仿真,成功找到了本问题的精确解析解算法。
1.无阻尼多自由度结构在滑移状态下的运动方程及求解设有一层的剪切型具有滑移隔震基础的mdof结构,基础的质量为,向上每层的质量依次为:结构在时刻处于滑动状态,为基础在本时间段在总整体时间坐标系里的绝对位移,为第层的绝对位移函数;为第层柱子的总刚度,为结构的总重量,为基础和地面滑动平台之间摩擦材料的动滑动摩擦系数,为基础和地面滑动平台之间摩擦材料的静滑动摩擦系数,为已知的地震动函数,为提高计算精度,本文采用的是摩擦力模型,则基础下表面所受的滑动摩擦力为,则有运动方程:(1)其中;;,它们皆为阶矩阵,方程(1)解的形式为:(2)由于结构在滑动时会出现一个平动振型,与其对应的结构自频是零,那么上式中的正则坐标中将出现分母为零的状态,这样一来计算机运算时将会逸出并致使计算中断,所以必须对上式中的与对应的正则坐标进行化简!================++====================++。
多维地震动作用下基础隔震结构地震响应分析_江宜城

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图 3 隔震结构的计算模型
5 基础隔震结构随机反应
假设地震动输入为平稳随机过程 , 结构
在双向水平分量和绕竖直轴旋转的扭转分量
共同作用下 , 其振动方程为 :
[ M ]{ U¨} + [ C ]{ U} + [ K]{ U}
= - [ M ] Ig{ U¨g}
(4)
式中 , [ M ] 、 [ C ] 、 [ K] 分别为结构的质
t)
k=1
-
1 ω2i
¨qi (
t
)
-
2ωζi qi ( t) i
(7)
设结构的任一反应量为 :
3n
6 Q ( t) = Ni qi ( t)
(8)
i =1
将式 (7) 代入式 (8) 得 :
3n
6 Q ( t) = Ni i =1
3
6 Aik ¨ugk ( t) Bi¨qi ( t) + Ci qi ( t) (9) k=1
【关键词】 基础隔震 等级线性化 扭转分量
Abstract The seismic response of the horizontal and torsional coupling vibration of a base isolated structures under multiΟcomponent ground motion excitation is analyzed in this pa2 per . Calculating results show that the assumption of equivalent linearization is rational and fea2 sible. For a based isolated structure ,the response due to the torsional component of the ground motion is always larger that the one without torsional component . If the base is isolated and there is no eccentricity in the isolation layer ,then the structural response will be reduced. This shows the base isolation technique can effectively reduce the structural response due the joint action of horizontal and torsional components of the ground motion excitaiton.
基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析

基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析地震是一种常见的自然灾害,其对建筑物和基础设施的冲击力十分巨大。
为了提高建筑物的抗震能力,研究人员一直致力于开发新的结构设计和防护措施。
基础隔震结构是一种有效的防震技术,通过在建筑物和地基之间安装隔震装置,可以减少地震对建筑物的冲击力。
基础隔震结构的设计需要考虑多个方面,其中一个重要因素就是地震的多维性和平—扭耦联效应。
地震是一个复杂的多维运动过程,它在水平方向上会引起水平加速度、速度和位移,在垂直方向上会引起竖向加速度、速度和位移。
此外,地震还会引起建筑物的旋转和倾斜,即平—扭耦联效应。
因此,为了准确地评估基础隔震结构的性能,必须考虑地震的多维性和平—扭耦联效应。
多维地震反应分析是基础隔震结构设计中的关键步骤之一。
这种分析方法可以通过模型和计算技术来模拟地震对建筑物的影响,并预测结构在地震中的响应。
在进行多维地震反应分析时,首先需要建立一个准确的结构模型。
该模型应包括建筑物的几何形状、材料性能和结构连接等方面的信息。
接下来,可以使用数值方法,如有限元法或动力响应谱法,对建筑物进行地震响应分析。
通过这种方法,可以确定基础隔震结构在地震中的位移、加速度和反应力等关键参数。
另外一个重要的因素是平—扭耦联效应。
平—扭耦联效应是指地震引起的平面运动和扭曲运动之间的相互作用。
这种相互作用可能导致建筑物的非对称性,进而影响到基础隔震结构的性能。
为了考虑平—扭耦联效应,研究人员可以利用柔性基座的特性,对建筑物进行平面和扭曲耦联分析。
在进行分析时,需要考虑平面运动和扭曲运动之间的相互关系,并确定地震对建筑物的平面和扭曲位移的影响。
综上所述,基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析是一项重要的研究工作。
通过深入研究地震的多维性和平—扭耦联效应,可以提高基础隔震结构的设计准确性和性能。
然而,需要注意的是,在进行分析时,需要考虑地震的不确定性和结构参数的变动。
近断层地震作用下基础隔震结构的振动分析

21 0 1年 1 2月
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Vo. 133。 . No 6
De c.2O1 1
Ea q a e Re itn  ̄h u k ssa tEngn ei n toit i e rng a d Rer fti ng
[ 章 编 号 ] 1 0 —4 2 2 1 ) 60 3 - 文 0 2 8 1 ( 0 1 0 -0 80 7
c mpo e t , ae ii d n o wo y s, n a —a t ule n no p s o n n s r dvde it t tpe e rful p s a d n— ule. The tu t a rs o s s nd h srs o b s —s lt d sr curl e p n e a te te s f a e ioa e s p rs a ea l z d un rt e h rz na n etc lmoi ainso h s e o d i utne u l . Th e uhss w t tt xm u u po t r nay e de h o io tla d v ri a tv t ft o e r c r s sm la o sy o e r s ho ha he ma i m v l iy—ule p ro ft e s imi e odsi h e a t r uti d e o o to he d na c e p ns e id o h es c r c r st e k y f co ,b t o s n tc nr lt y mi rs o e fba e ioae tu t e
Ba a,Ho g J n q n S h o o r i c r a d Cv n ie ig N no g U i r t , a t g 2 6 1 C ia o Hu n u — ig( co l fA c t t e n i l gn e n , a t n e i N n n 2 0 9, hn ) he u iE r n v sy o
谈房屋建筑工程的隔震结构设计

谈房屋建筑工程的隔震结构设计基础的隔震技术在减震控制效果、防灾减灾以及社会经济效益等方面具有显著优势,作为房屋建筑工程设计的重要方面之一,其隔震结构设计在近期得到了有关方面的高度关注。
该项课题的研究,将会更好地提升隔震结构设计的实践水平,从而有效优化房屋建筑工程的整体效果。
本文主要对房屋建筑工程的隔震结构设计进行分析探讨。
标签:房屋建筑工程;隔震结构设计1、前言近年来,房屋建筑工程的隔震要求得到了有效提高,研究隔震结构的设计有着重要意义。
建筑的抗震能力和抗震性能越来越内重视,是为了地震时和地震后能最大程度降低对生命财产的危害,这是设计人员肩负的重任。
所以说,在进行建筑结构设计的时候,需要对于建筑的抗震问题进行深入分析,并且使用有效的抗震措施,尽可能的保障人们的人身安全和财产安全。
2、隔震设计概述隔震技术主要是指在地震来临时降低地震对建筑物本身及建筑物结构和建筑物内部的家具物品、家中装饰物、家中冰箱、彩电等家电以及生活用品的破坏损失以及程度的技术,对建筑物内外结构具有保护作用,从而减少人们在地震中的经济损失。
在建筑结构设计中,根据建筑物内外结构的不同位置,进行对建筑物的保护。
目前主流的结构抗震设计对策仍然是采用延性结构体系.通过增大构件截面尺寸、增强配筋,依靠主体结构自身的抗震性能来消耗地震能量,用这种方法来实现规范中规定的在突发地震时房屋建设结构不被破坏,保持稳定的建设防震要求,这是被动消极的“硬抗”。
这将会导致此结构产生两种不利后果:一是结构主要构件截面过大、配筋过多以及材料花费过多导致结构成本造价提高,二是结构构件截面、配筋增大后,整个结构的强度也就不可同日而语,在震动中所吸收的余震也就会大幅度的提高,这样也就意味着可以有效减少危险的发生,这就说明材料的变形可以有效地扩散从而减少强度压力,导致结构在遇到震级过大的突袭地震时结构会产生严重的损坏,造成严重后果。
不同于传统抗震体系“硬抗”的旧观念,工程结构隔震减震控制体系采用调整结构动力特性“以柔克刚”的新手段,地震发生时隔震层把上部结构与下部结构隔离开,使能量输入有所改变,带有阻尼的隔震层的大变形可以消耗大量能量。
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0 引 言
在 基础 隔震 结构 理论 研究 和工 程 实践 应用 的基 础上 , 多 国家 都将 基 础 隔 震 结 构 设计 列 入 相应 的 许
规范 中 , 以指导 房屋 的隔 震设计 , 而进 一 步促进 基 从
1 中 国规 范 简 介
在 中 国 G 50 1—20 《 筑 抗 震 设 计 规 B01 01 建
第3 4卷
第 6期
四川建筑科学研 究
Sc u n B i ig S in e ih a ul n ce c d 15 4
20 0 8年 1 2月
基础 隔震结构水 平地震作 用分布规律研究
王建 强 丁永 刚 ,
(. 1 郑州大学土木工程学院 , 河南 郑州 4 0 0 ; 50 2 2 河南工业大学土木建筑学 院 , . 河南 郑州 摘 40 5 ) 5 02
Ab t a t T e p e c p in o e t a d sr u in fr o o z n a a t q a e a t n o a e ioain s u t rs i h o e fC i a sr c : h r s r t n v r c l it b to o m f r o t e r u k ci f s s l t t cu e n t e c d so h n i o i i hi l h o b o r a d Un td S ae r x ait d, e r s lsb t e e p e c pi n i h o e n h meh so ya ay i r o a e i i h w n i tt sa ee p t e t e u t ewe n t rs r t t e c d sa d t e t itr n s a cc mp rd,t ss o n e a h h i o n i l s
中图分类号 :U 5 . T 32 1 文献标识码 : A 文章编 号 : 0 1 8—13 (0 8 0 0 9 3 20 )6—15— 3 4 0
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a c r i h e ia it b t nf r f o z n a at q a e a t n t e if e c f h y a c c a a t r t f h u p rsr cu e s e t n t e v r c l sr u i m o r o t e rh u ci h l n e o e d n mi h c e si o e s p e — t t r s a t d i o o hi l k o nu t r i c t u
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Ke r s b s s ltd sr cu e ; o z n a a h u k cin; sr ui n f r y wo d : a e ioa e tu t r s h r o t e r q a e a t i l t o d ti t o i b o m
Hale Waihona Puke t a e h r o t a h u k cin a e c o e t nf r it b t n, h n e e ra g l it b t n i irl v n y a d a t h tt o z n a e  ̄ q a e a t l s o u i m dsr ui h i l o r o i o te iv  ̄ d t n u a ds ui s r e a c , i r i r o e n s o
范》 以下简称为: …( 中国规范 ) 中新增 了“ 隔震和消
能减震 设计 ” 章 , 我 国 的基 础 隔震 结 构设 计 提 一 为
础 隔震 技术 的推 广应 用 。基础 隔震 结构 水平 地震 作 用 的分 布规 律对 结 构 的地 震 反应 有 着 重 要 的影 响 , 但 各 国规 范 中对 基础 隔震 结 构水平 地震 作用 分 布规 律 的相 关规 定却 不尽 相 同 , 至有 较 大 的差 异 。本 甚 文对 中 国和美 国相关 规范 中基 础 隔震结 构水 平地 震
要 : 中国和美 国相关规范 中基础隔震结构水平地震作用的分布规律进行 了阐述和分 析 , 对 并将 其与基 础隔震结 构时程地
震反应 分析 的结果 进行 了对 比。分析表 明, 础隔震结构 水平地震 作用 接近 于均 匀分布 , 基 采用 倒三 角形分 布是不 恰 当的 ; 同 时, 在确 定基础 隔震结 构水平 地震作用分布规律时 , 应考 虑上部结 构动力特性的影响 。 关键词 : 基础 隔震 结构 ; 水平地震作用 ; 分布规律