李晋博1,邓敦毅2,李 鹏2,陈道政1
钢筋混凝土框架结构能够提供较大的活动空间,一直是我国多层建筑采用的结构形式。传统抗震设计中主要采用提高材料的强度或增大结构主要受力构件的尺寸以提高整体刚度去抵抗地震作用,以满足GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》[1]的要求。而实际工程往往受到诸多因素的限制而不能完全按照预想的情况去设计施工。但基础隔震技术拥有减震效果好、施工周期短、能极大降低因特殊设计需要而造成的不利影响等优势,使得此技术在钢筋混凝土框架结构设计及加固设计工程中的应用有着重要且长远的意义[2]。
近年来,关于建筑隔震结构的研究日益成熟,各种隔震体系的运用也日趋广泛,但不同种类的隔震支座的力学性能各不相同,有各自的优缺点,目前,在国内应用最广泛的是橡胶隔震支座,其中,铅芯橡胶隔震支座是利用橡胶的弹性和铅芯的可塑性有效地吸收地震产生的能量,形成一道柔性的隔震层从而达到减小上部结构反应的目的。铅芯橡胶支座具有较大的竖向承载力且具备良好的复位性能,隔震效果显著,其缺点是造价过高,安装相比其他支座繁琐复杂。摩擦滑移支座是通过滑移消耗和吸收地震产生的能量,从而减小上部结构受到的地震反应,施工安装简单且造价低,具有很大的竖向承载能力,但其不具备自动复位的能力,隔震层也有较大的残余变形,大震作用下可能会产生较大的滑移量[3]。由铅芯橡胶支座和摩擦滑移支座并联而成的复合隔震结构互补了两种支座的缺点,其中,铅芯橡胶支座提供系统的向心回复力,摩擦滑移支座滞回耗能,以此达到隔离地震的目的[4]。
本文将讨论使用不同隔震模式下的钢筋混凝土框架结构,输入相同的地震波后用有限元软件SAP2000进行非线性时程分析,以此比较传统抗震结构、纯铅芯橡胶隔震结构以及摩擦滑移支座与铅芯橡胶支座并联的复合隔震结构三者的抗震性能的优缺点。
李晋博,邓敦毅,李鹏,等.复合隔震结构对框架结构抗震性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2018(6):60-63.
LI J B,DENG D Y,LI P,et al.The Influence of Composite Isolation System on Seismic Performance of Frame Structure[J].China Concrete and Cement Products,2018(6):60-63.
复合隔震结构对框架结构抗震性能的影响
李晋博1,邓敦毅2,李 鹏2,陈道政1
钢筋混凝土框架结构能够提供较大的活动空间,一直是我国多层建筑采用的结构形式。传统抗震设计中主要采用提高材料的强度或增大结构主要受力构件的尺寸以提高整体刚度去抵抗地震作用,以满足GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》[1]的要求。而实际工程往往受到诸多因素的限制而不能完全按照预想的情况去设计施工。但基础隔震技术拥有减震效果好、施工周期短、能极大降低因特殊设计需要而造成的不利影响等优势,使得此技术在钢筋混凝土框架结构设计及加固设计工程中的应用有着重要且长远的意义[2]。
近年来,关于建筑隔震结构的研究日益成熟,各种隔震体系的运用也日趋广泛,但不同种类的隔震支座的力学性能各不相同,有各自的优缺点,目前,在国内应用最广泛的是橡胶隔震支座,其中,铅芯橡胶隔震支座是利用橡胶的弹性和铅芯的可塑性有效地吸收地震产生的能量,形成一道柔性的隔震层从而达到减小上部结构反应的目的。铅芯橡胶支座具有较大的竖向承载力且具备良好的复位性能,隔震效果显著,其缺点是造价过高,安装相比其他支座繁琐复杂。摩擦滑移支座是通过滑移消耗和吸收地震产生的能量,从而减小上部结构受到的地震反应,施工安装简单且造价低,具有很大的竖向承载能力,但其不具备自动复位的能力,隔震层也有较大的残余变形,大震作用下可能会产生较大的滑移量[3]。由铅芯橡胶支座和摩擦滑移支座并联而成的复合隔震结构互补了两种支座的缺点,其中,铅芯橡胶支座提供系统的向心回复力,摩擦滑移支座滞回耗能,以此达到隔离地震的目的[4]。
本文将讨论使用不同隔震模式下的钢筋混凝土框架结构,输入相同的地震波后用有限元软件SAP2000进行非线性时程分析,以此比较传统抗震结构、纯铅芯橡胶隔震结构以及摩擦滑移支座与铅芯橡胶支座并联的复合隔震结构三者的抗震性能的优缺点。
李晋博,邓敦毅,李鹏,等.复合隔震结构对框架结构抗震性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2018(6):60-63.
LI J B,DENG D Y,LI P,et al.The Influence of Composite Isolation System on Seismic Performance of Frame Structure[J].China Concrete and Cement Products,2018(6):60-63.
摘 要:在地震高烈度区,相比于传统抗震结构,隔震结构拥有更优异的抗震性能。为了探究传统隔震体系、单一隔震体系以及复合隔震体系对于结构动力特性的影响,采用不同的连接单元模拟传统支座,橡胶隔震支座以及摩擦滑移隔震支座,建立了基于SAP2000的三个等效模型,并对其进行了模态分析、反应谱分析和非线性时程分析。结果表明,隔震支座的使用以及多种隔震支座的合理布置对于结构的自振周期有明显的提高,对于结构受到的层间剪力有着明显的削弱,结构受到地震波的加速度反应也有很大程度的降低。
Abstract: Compared to traditional anti-seismic structure, the isolation structure has more excellent seismic performance. In order to study the structural dynamic influence of traditional isolation system, single isolation system and the composite isolation system, different connection unit of simulate traditional bearings, lead-rubber bearings and friction sliding bearings are used to establish three equivalent models based on SAP2000 and conducts modal analysis, response spectrum analysis and nonlinear time history analysis. The result shows that the use of isolation bearings and a variety of isolation bearings of reasonable arrangement will obviously increase the period of structure, weaken the structure interlayer shear of structure and greatly reduce the seismic acceleration response of structure.
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