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【摘 要】 防震减灾工作是我国目前的重点工作,传统的抗震设计方法只能提高结构强度和刚度、增大结构的延性。随着现有结构的长大化、高耸化、复杂化,传统的抗震设计已不能满足要求,新型的更高要求的橡胶隔震设计应运而生,它不仅有传统隔震方法的优点,更有延长结构周期、增大结构阻尼等优势。
【关键词】 隔震技术;隔震支座;橡胶隔震支座
我国是遭受地震灾害最严重的国家之一,传统的建筑抗震设计只能保证结构本身具有足够的强度、刚度和延性,没有塑性变形能力的结构遭受大地震时,容易发生脆性破坏,造成人员伤亡;有柔性的结构可以保证人身安全,但地震后房子容易造成结构物倾斜,以至地震后不能维持其功能。随着建筑结构长大化、高耸化、形体复杂化及功能越来越高,比如医院、精密仪器室、核电站建筑物等,更重要是并不是提高结构的强度就能解决所有问题的,结构强度大时,在地震作用下结构内部加速度也随之增大,会引重要设备的破损,传统抗震设计已不能满足现代建筑结构安全及功能的要求。
由于隔震结构的Teq大于Tf,使加速度显著降低且位移集中在隔震层而不是分散在各层,这与减震结构相比有很大不同。
隔震支座技术的优点:
⑴上部结构和内部设备的地震反应降低;
⑵上部结构一般只发生弹性变形;
⑶设计中降低了分析计算的复杂性;
⑷避免了传统设计中许多复杂不确的因素,如土壤交互作用及非线性特性等;
某工程工程规模及基本设计参数如下:
(1)高度:地上建筑高度54.7m
(2)层数:地下两层,地上十八层
(3)结构形式:框架剪力墙结构
抗震设防烈度:8度;基本地震加速度:0.2g;设计地震分组:第二组;场地类别:II类;场地特征周期:0.4s;
⑴支座选型及布置
1、根据PKPM或ETABS的计算结果,找出各柱或各墙肢在恒载及活载下的轴力;
2、对各柱或各墙肢,计算恒载+0.5*活载下的组合轴力;
3、各柱或各墙肢的组合轴力,初按橡胶支座承受10MPa应力确定支座直径; 式(1)
式中N为组合轴力值,单位牛顿,Disolator为支座直径,单位毫米
4、根据PKPM或ETABS的柱位及墙位,布置橡胶支座,布置时注意以下两点:
a.布置一定数目带铅的橡胶支座,使所有带铅支座的屈服力之和大于1.4倍风荷载作用下结构的基底剪力,即:
式(2)
V—风载下基底剪力标准值
b.有铅支座尽量布置在结构周边,以增加隔震层的抗扭刚度,无铅支座尽量对称布置,使隔震层偏心率尽量小。
⑵隔震支座设计及性能参数
结构隔震层共布置了50个橡胶隔震支座,共6个型号,参见表2。
橡胶隔震支座由于其隔震的优越性,使其在大跨结构、高耸结构及复杂结构中得到广泛应用,但其价格较高,在经济相对薄弱的村镇不能得到推广,而根据近些年来的数据发现:地震发生后村镇的人员伤亡和经济損失占据总数过半。因此,研究开发价格相对较低,适用于村镇的隔震技术是防震减灾工作的重中之重。
[1]李中锡,周锡元.规则型隔震房屋的自振特性和地震反应分析方法[J].地震工程与工程振动.2002(02)
[2]黄襄云.层间隔震减震结构的理论分析和振动台试验研究[D].西安建筑科技大学2008
[3]王丽.大跨度立交桥抗震设计理论与方法[D].北京工业大学2005
[4]曲哲,叶列平,潘鹏.高层建筑的隔震原理与技术[J].工程抗震与加固改造.2009(05)
【关键词】 隔震技术;隔震支座;橡胶隔震支座
我国是遭受地震灾害最严重的国家之一,传统的建筑抗震设计只能保证结构本身具有足够的强度、刚度和延性,没有塑性变形能力的结构遭受大地震时,容易发生脆性破坏,造成人员伤亡;有柔性的结构可以保证人身安全,但地震后房子容易造成结构物倾斜,以至地震后不能维持其功能。随着建筑结构长大化、高耸化、形体复杂化及功能越来越高,比如医院、精密仪器室、核电站建筑物等,更重要是并不是提高结构的强度就能解决所有问题的,结构强度大时,在地震作用下结构内部加速度也随之增大,会引重要设备的破损,传统抗震设计已不能满足现代建筑结构安全及功能的要求。
由于隔震结构的Teq大于Tf,使加速度显著降低且位移集中在隔震层而不是分散在各层,这与减震结构相比有很大不同。
隔震支座技术的优点:
⑴上部结构和内部设备的地震反应降低;
⑵上部结构一般只发生弹性变形;
⑶设计中降低了分析计算的复杂性;
⑷避免了传统设计中许多复杂不确的因素,如土壤交互作用及非线性特性等;
某工程工程规模及基本设计参数如下:
(1)高度:地上建筑高度54.7m
(2)层数:地下两层,地上十八层
(3)结构形式:框架剪力墙结构
抗震设防烈度:8度;基本地震加速度:0.2g;设计地震分组:第二组;场地类别:II类;场地特征周期:0.4s;
⑴支座选型及布置
1、根据PKPM或ETABS的计算结果,找出各柱或各墙肢在恒载及活载下的轴力;
2、对各柱或各墙肢,计算恒载+0.5*活载下的组合轴力;
3、各柱或各墙肢的组合轴力,初按橡胶支座承受10MPa应力确定支座直径; 式(1)
式中N为组合轴力值,单位牛顿,Disolator为支座直径,单位毫米
4、根据PKPM或ETABS的柱位及墙位,布置橡胶支座,布置时注意以下两点:
a.布置一定数目带铅的橡胶支座,使所有带铅支座的屈服力之和大于1.4倍风荷载作用下结构的基底剪力,即:
式(2)
V—风载下基底剪力标准值
b.有铅支座尽量布置在结构周边,以增加隔震层的抗扭刚度,无铅支座尽量对称布置,使隔震层偏心率尽量小。
⑵隔震支座设计及性能参数
结构隔震层共布置了50个橡胶隔震支座,共6个型号,参见表2。
橡胶隔震支座由于其隔震的优越性,使其在大跨结构、高耸结构及复杂结构中得到广泛应用,但其价格较高,在经济相对薄弱的村镇不能得到推广,而根据近些年来的数据发现:地震发生后村镇的人员伤亡和经济損失占据总数过半。因此,研究开发价格相对较低,适用于村镇的隔震技术是防震减灾工作的重中之重。
[1]李中锡,周锡元.规则型隔震房屋的自振特性和地震反应分析方法[J].地震工程与工程振动.2002(02)
[2]黄襄云.层间隔震减震结构的理论分析和振动台试验研究[D].西安建筑科技大学2008
[3]王丽.大跨度立交桥抗震设计理论与方法[D].北京工业大学2005
[4]曲哲,叶列平,潘鹏.高层建筑的隔震原理与技术[J].工程抗震与加固改造.2009(05)