【摘 要】
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在国内外采用隔震技术的一些建筑遭遇到强震的考验,都表现出优越的减震效果。近几年,随着高层建筑的不断增多,隔震技术被拓广应用到高层建筑中。隔震支座具有抗拉刚度远小于抗压刚度的特点。超高层建筑因其高宽比大,当采用隔震技术时,在强烈地震动作用下,隔震支座会出现受拉破坏现象,易造成超高层建筑倾覆,阻碍了隔震技术在超高层建筑上的应用。本文通过在隔震层布置防提离抗倾覆装置来解决这一问题,开展相关的研究,旨在推
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在国内外采用隔震技术的一些建筑遭遇到强震的考验,都表现出优越的减震效果。近几年,随着高层建筑的不断增多,隔震技术被拓广应用到高层建筑中。隔震支座具有抗拉刚度远小于抗压刚度的特点。超高层建筑因其高宽比大,当采用隔震技术时,在强烈地震动作用下,隔震支座会出现受拉破坏现象,易造成超高层建筑倾覆,阻碍了隔震技术在超高层建筑上的应用。本文通过在隔震层布置防提离抗倾覆装置来解决这一问题,开展相关的研究,旨在推动隔震技术应用于超高层建筑。以西安某既有的超高层抗震建筑为基础,构建超高层建筑隔震研究方案。根据超高层隔震建筑要求隔震支座竖向承载力大,水平位移限值大的特点,提出了采用大直径叠层橡胶支座和摩擦滑板支座混用的隔震方案,并在隔震层布置防提离抗倾覆装置。建立三种有限元数值模拟计算模型,即传统抗震、无防提离抗倾覆装置的隔震和设有防提离抗倾覆装置的超高层建筑结构模型,重点研究超高层隔震建筑的防倾覆问题。采用RubberIsolator单元与Gap单元并联的方式,来模拟铅芯橡胶支座拉压刚度不一致的特性,采用Hook单元模拟防提离抗倾覆装置。根据拟建场地的地震动参数选取3组地震动记录（EL-Centro波、Ctralif波和Ren gong波）,考虑多遇、设防、罕遇和极罕遇4种地震动水准进行动力分析:（1）对比分析设置防提离抗倾覆装置前后的超高层隔震建筑各支座拉应力与竖向提离变形的变化;铅芯橡胶支座与滑板支座的滞回曲线的变化;支座上部的柱底轴力与柱底剪力的变化;隔震层近端、远端两侧的位移差及翻转角的变化;（2）输入三组地震动记录计算得水平向减震系数;通过对比超高层抗震建筑和设有防提离抗倾覆装置的超高层隔震建筑楼层加速度放大系数、层间位移角和层间剪力,来分析设有抗倾覆装置的超高层隔震建筑的减震效果;（3）取远源长周期地震动记录进行动力时程分析,评价地震反应特点。结果表明:（1）设置防提离抗倾覆装置后,在罕遇与极罕遇地震作用下,隔震支座与防提离抗倾覆装置竖向承载力与水平向位移均满足要求;防提离抗倾覆装置在罕遇和极罕遇水准地震动下发挥了作用,采用这种装置是可行的;（2）各隔震支座的轴向拉应力与竖向提离变形均有大幅减小,铅芯橡胶支座的滞回曲线更加饱满光滑,滑板支座的滞回曲线略为紊乱;建筑的四个角部的支座水平变形轨迹一致,防提离抗倾覆装置对隔震层的水平方向变形基本没有影响;（3）设有防提离抗倾覆装置后,隔震层近端、远端两侧的位移差及翻转角均明显减小,剪力墙处下降幅度大于框架处;（4）输入三组地震波计算所得的水平向减震系数平均值较小;设有防提离抗倾覆装置的超高层隔震建筑相较于抗震建筑上部结构的地震反应均大幅下降,且随地震烈度增大,减震效果更明显;在远源长周期地震动记录（汶川地震发生时西安测得的原始地震动数据）作用下,隔震层满足安全性验算,能较大幅度的降低地震反应,具有良好的减震效果。
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