浅谈隔震结构设计

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1、浅谈隔震结构设计摘耍：木文简述了隔震建筑的发展趋势及原理、隔震层设计及选用原则，介绍了隔震结构的设计步骤。关键词：隔震；隔震层；隔震设计屮图分类号：U452.2+8文献标识码：A文章编号：Abstract:thispaperbrieflydescribesthebase-isolatedbuildingdevelopmenttendencyandtheprinciple,isolationlayerandtheselectionprincipleofdesign,thispaperintroducesthedesignproceduresoftheisolatedstrueture.K

2、eywords:isolation;Isolationlayer;Isolationdesign1引论传统的结构抗震设计思想以“小震不坏、中震可修、大震不倒”三水准为设防目标，建筑结构依靠结构的变形来吸收并消耗地震能量。传统的抗震设防目标，已经不是一种完善的抗震设计理念，而釆用建筑结构隔震技术，在大震下结构不损坏或者仅有轻微损坏，从而保证了罕遇地震发生时人员、设备、仪器的安全，符合现阶段基于性能的抗震设计思想,有良好的发展和应用前景。2隔震原理传统结构抗震设计理论认为：地震的全部能量作用于建筑物的基础,并由基础传递给上部结构，上部结构应具备足够的刚度、延性和承载能力抵御地震，从而达到“

3、小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防日的。这是目前我国和世界各国普遍采用的方法，立足点是“抗”。20世纪70年代初，出现了结构振动控制技术，该技术与传统的方法有很大的不同，対地震由“抗”变“导”，是一种积极主动的减震方法。结构振动控制技术包括很多方面，其中发展最成熟的是“隔震技术”，隔震就是隔离地震对建筑结构的作用。隔震层的作用是使隔震层上部结构与下部结构分离，通过隔震体系隔离地震波向上部结构的输入，延长结构基本周期，降低建筑物地震反应，使结构加速度反应减小，让隔震系统承担地震能，起到减震作用。见图2.1图2.1隔震层的作用示意图3隔震层设计及选用的原则3.1刚度及承载力隔震建筑应保证

4、其有足够的竖向刚度及承载力，以保证其能够稳定支撑建筑物，同时具有足够柔的水平刚度以保证该建筑物的隔震周期达到1.5-3.Os范围内，并应能够有效避开上部结构的自振周期和场地周期，同时应实现其水平刚度具有一定的稳定性，以保证很其受竖向荷载影响很小，有效发挥其隔震作用；3.2变形能力应保证建筑物具冇足够大的水平变形能力，并保证其具冇足够的变形储备，以确保建筑物在发生超人地震作用下不发生失稳破坏现象；3.3耐久性保证建筑物耐久性足够，以保障其在使用期内能够有效发挥作用；3.4高宽比在设计过程中为了保证隔震结构的抗倾覆能力及地震发牛时能够冇效防止上部结构与隔震层之间的分离，应控制结构的高宽比；

5、3.5刚度分布对抗震结构的刚度应均匀分布，隔震层的布置应均匀，并尽量实现结构的刚度中心与上部结构质量中心之间的偏移尽量小，以保证其不致发牛太大的扭转而造成意外破坏；4隔震结构的设计步骤4.1确定上部结构方案与结构布置。这部分设计内容与非隔震建筑相同。对于偏心显著的建筑平面方案,采用隔震技术会更容易设计：在抗震建筑中，建筑物的上部结构直接与地基相连，会产牛温度应力。而隔震建筑不与地基接触,温度应力会随着隔展层的变形被释放。4.2初步确定上部结构构件尺寸及材料强度等级。由于设置了隔震层，上部结构所受地震作用降低很多，可考虑按水平换算烈度进行设计。因此，対柱子轴压比的限制可适当降低，柱子的截

6、面也可适当减少。《新规范》规定隔震层各橡胶隔震支座，在永久荷载和可变荷载组合作用下的竖向平均压应力设计值，不应超过表1的规定；在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。表1橡胶隔震支座水平应力限值根据此项规定可以确定隔展支座的个数和隔展支座的尺寸。3.3确定上部结构的水平换算烈度和地震作用。一般情况下，水平换算烈度应通过隔震结构与非隔震结构的层间剪力最大值的对比分析后确定。层间剪力的对比分析，宜采用多遇地震作用下的时程分析；当隔震后的结构各层的层间剪力小于降低烈度，但不隔震的对应结构各层最大层间剪力的8%时,可取降低的烈度为水平换算烈度。对于砌体结构和与其基木周期相当的结构，隔震后结构体系的基

7、木周期不小于表4所列的笫一临界周期且不小于场地反应谱特征周期的最小倍数时，可按该地区设防烈度降低1度采用；隔震后结构体系的基本周期不小于表4所列的第二临界周期且达到场地反应谱特征周期的最大倍数时，可按该地区设防烈度降低II度采用。但水平换算烈度不宜低于设防烈度II度,且不低于VI度。5小结本文简述了隔震建筑的发展趋势及原理、隔震层设计及选用原则，介绍了隔震结构的设计步骤。隔震技术是一门新兴的应用科学，在结构设计中应用隔震技术，能很好地降低地震反