高层结构隔震设计工程实例

高 层 结 梅 隔 震 设 计 工 程 实 例
李 夹夫 ， 刘武靖
摘 要 ： 绍 一 个 采 用 夹 层 橡 胶 垫 隔 震 技 术 的高 罢 建 筑 （ 七 层 ） 结 构 设 计 。 设 计 中分 别 采 用 能 量 方 法 和 时 程 分 析 介 十 的
法对 隔震 方案 进行 了可行性研 究及优选 ， 出了确 定隔震 层上 部结构 的等效设 防烈度 以及水平 位移计算及 控制 的方法。 提
关 键 词 ： 层 结 构 ， 震 ， 计 ， 量 方 法 ， 塑 性 高 隔 设 能 弹
中图 分 类 号 ：Ｕ ５ ． Ｔ ３２ １
文 献 标 识 码 ： Ａ
引 言
点体 系 ， 并求 出其 等 效刚 度。然 后把 各层 的质 点重 量 作 为假
那 地震是一 种会产 生严重 后果的 自然 灾害 ， 突发性和毁 灭性 想水平 荷载 ， 为结 构第 层 在 Ｇ 作 用下 求 得 的假 想 位 移 ， 其 么， 等效单 质点体 系的假想位移 可用下式求 得 ： 常常令人难 以抵 御 。房屋隔 震 则是 一项 为提 高 房屋 耐震 性 能 而 产生的新技 术。一些 国家 已于 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 ～８ 代 就 开 始 ０年
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２ ２ ・
第２ ８卷 第 ７期 ２ ０ ０ ２年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡ Ｎ ＡＲＣＨｎＥ （Ｉ 】 Ｅ ＸＩ ＩＲ Ｔ
Ｖｏ ． Ｄ ｕ． ０２
文 章 编 号 ：０９６２ （０ ２０ ．０２０ １０．８５２０ ）７０２ ．２
４ ．５ｍ． 下 ｌ 层 高 为 ２ ７ ｌ ～ｌ 层 高 为 ２ ７ ， 层 ５４ 地 层 ．０ｍ， 层 ５层 ．５Ｉ 顶 ｎ
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层高 ３０ ， ．０Ｉ 电梯机房 ３ ９ ， ｎ ．０ Ｉ 水箱 间 ３ ９ 。框架 部分填 充 墙 ｎ ．０Ｉ ｎ
地 下 一 层 采 用 粘 土 实 心 砖 砌 筑 ， ．０ ±０ ００以 上 除 电 梯 井 道 外 均 采 用 加 气 混 凝 土 砌 块 ， 梯 井 道 采 用 粘 土实 心砖 砌 筑 。 电 该 工 程 场 地 土 为 中 软 场 地 土 ， 筑 场 地 土 类 别 为 Ｉ类 ， 不 建 ｌ 无 １ 良工 程 地 质 现 象 。
推 广 使 用 。近 几 年 来 ， 国 也 有 众 多 学 者 投 入 研 究 ， 取 得 ｒ丰 我 并
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硕的成果 。下面 以太 原某高层 建筑 为例 ， 通过 使用能 量方法 和 时
等效单质点 体系的等效 刚度 ：
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程分析法进行 隔震计 算， 出了确 定隔震 层上 部结构 的等效 烈度 提
以及水平 位移 计算及控制 的方法 ， 为高层 建筑 采用隔 震技术 进行 了有益 的探索 和尝试 。
１ 工 程概 况
该 工 程 为 隔 震 试 点 工 程 ， 用 框 架 结 构 ， 下 ｌ ， 上 ｌ 采 地 层 地 ６
层， 采用 夹 层 橡 胶 垫 进 行 隔 震 。建 筑 物 总 高 度 （ ｌ 至 ６层 屋 顶 ）
—— 杆和垫 的等效阻 尼 比。 个 ，Ｄ ０ ３ 个 ） 计 ８ 个橡胶垫 ， Ｘ ６０ ５ ， （ ） 橡胶垫 的规格 和数量 确定后 ， 隔 式 中 ： ， 设 防烈 度 每增 大 度地 震 力或 水 平位 移增 大 ２的 ， 方 口次 震层 的各项技术 参数 也就 随之确定 。
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了对 上部结构 的作 用。分配 到上部结构 的能量 与总能量的 比率 ：
该工程 的隔 震设 置在顶 标高为 ±０ ００的梁下 。橡 胶垫 的规 ．０ Ｋ—— 上部结 构的等效 刚度 ； 格 和数量按照竖 向力的分布情 况布置 于柱头 上 ， 每个 柱头上 可 以 式 中 ：
设 置 一 个 垫 ， 可 以 根 据 竖 向 力 的 大 小 设 置 多 个 垫 ， 样 整 个 建 也 这 Ｋ——隔震 层的刚度 ；
３ 上部 结构 的能量 设 计 方法
采用能量法 上部结构按 弹性计算 ， 隔震层按 弹塑性计 算 。计
算 模型见 图 ｌ 。
筑 物的上部结构 就支 承 在 由若干 个 隔震 垫形 成 的支 座上 ：一 个 隔震 单元选用橡 胶垫 的种类 不宜太多 ， 般选用 二 三种规格 共 同 一
使 用 为 宜 。该 工 程 共 选 用 了 ３种 型 号 （ Ｄ ０ 一５个 ， Ｄ ０一４ Ｘ ４０Ｌ Ｘ ５ ０Ｌ０
＝ ，
２ 隔震 层设 计
隔震房 屋的结构 体 系就是 在 房屋 的底 部 加一 个 夹层橡 胶 垫 比 ， 度 越 大 ， 配 的 能 量 越 少 ， 度 越 小 ， 配 的 能 量 越 多 。 在 刚 分 刚 分 隔震层 。夹层橡胶 垫 具有较 高的竖 向承载 力和竖 向刚 度 ， 以 承 隔震结 构体系 中， 可 由于隔 震层 的 刚度 远 比上 部结 构 要小 ， 震架 地 担上部结 构的重量 ； 低 的水 平刚 度 和较 大 的阻尼 ， 较 在水 平 地震 在结构 体系上 的能量大部分被 隔震层 吸收 ， 而很 大程 度地减少 从 力作用 上产生较 大的 水平 位移 和 阻尼 力 ， 耗去 大部 分 地震 能 量 ， 减 少地震对上部结 构的作用 。
（ ＝ ）
—７ ７ 。
太 原地区抗震设 防烈度 为 ８度。该工 程属丙 类建 筑 ， 采用 隔
震技 术前 ， 震等级为 一级 。 抗
把上部 结构 等效单 质点体 系的等效 刚度 Ｋ 与隔震层 的刚度 串连 ， 就形成 了等效 单质 点隔 震体 系 。当有 地震作 用 时 ， 加在 单质点体 系上的能量 在 上部 结构 与 隔震 层 的分 配 与其 刚度 成反