隔振支座布置对多、高层框架结构抗震性能的影响.pdf

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1、广东建材2016年第7期工程试验与研究隔振支座布置对多、高层框架结构抗震性能的影响张磊吕航陈章彦毛捷(广州大学土木工程学院)【摘要】研究在相同数目的组合隔振支座不同的布置方案中结构的动力反应，寻找更优的隔振支座布置思路达到隔振支座更充分的使用。以6层和16层的框架结构为研究模型，使用ETABS分析对多遇地震下结构在4种不同隔振支座布置的时程分析。结果显示，在多层建筑中将铅芯橡胶支座布置在基础的外围能更好减少建筑的层间位移，而对层间剪力的影响很小。【关键词】框架结构：支座布置：时程分析1引言唐山、汶川地震的深痛教

2、训使我国的建筑设计人员深刻意识到建筑抗震的重要性，同时也促进隔震技术在国内的快速发展。较以往的抗震技术，新的隔震技术更经济而且有具有更好的减震效果n]。目前国内新建的重要建筑和桥梁中很多己采用隔震技术。而在我国的隔振建筑中大多使用了隔振支座。赵大海蚴提出了不同的支座布置方案将对同一建筑产生不同的减震效果，如周云E3]指出支座的布置会影响隔振层的刚度中心从而进一步影响隔振效果。所以，为达到好的减震效果，隔振支座的优化布置很有必要。本文采用有限元软件对结构相同的多、高层建筑采用不同的隔振支座布置进行动力分析，探讨更

3、优的隔振支座布置思路。2结构概况模拟结构为6层和16层的框架结构。隔振层层高1．6m，首层层高4．2m，标准层层高3．6m。其中钢筋混凝土梁柱使用的材料为C30混凝土和HPB300、HRB335钢筋。除首层柱截面尺寸为800mm×800mm，其余柱截面尺寸为700lllm×700mm。主梁截面尺寸为700illm×300mm，次梁截面尺寸为600mm×300mm。各楼层平面布置相同，结构平面图见图1。设计结构在8．5级地震下的反应，查抗震规范得结构特征周期为Tg=0．45s，周期折减系数取0．8，地震波的输入采

4、用l条人工波、2条天然波和LUS波同时作用于X轴和Y轴的天然波组成。其中LUS-X+Y波作用于Xl＼■图1结构的平面图轴的比例为l，作用于Y轴的比例为0．85，相反LUS-X+Y波作用于X轴的比例为O．85，作用于Y轴的比例为1。整个隔振层共设27个隔振支座，由11个叠层橡胶支座和16个铅芯橡胶支座组成。铅芯橡胶支座采用型号为LRB700，竖向刚度为4148kN／mm，100％水平性能的等效水平刚度为2496kN／m，屈服后刚度为1380kN／m，屈服力为122．7kN。叠层橡胶支座采用型号为LNR700，竖向

5、刚度为3641kN／mm，100％水平性能的等效水平刚度为1350kN／m。3不同隔振支座布置下的效果分析为比较隔振支座的不同布置方式对建筑的隔振效果的影响，共采用4种方案模拟不同的隔振支座布置方一53一F／027E／027D／027C／●∞63B／●0O∞A／■＼6。。Nh＼。。。n＼o。。。＼8蹬543工程试验与研究广东建材2016年第7期式，方案1将铅芯橡胶支座布置在基础外围，方案2和方案3分别将铅芯橡胶支座布置在基础的Y轴、X轴方向，方案4将铅芯橡胶支座布置在基础3个凸出位置。四种方案布置图见图2。^●

6、▲●▲●叠层胶支座▲铅芯橡胶支座(1)方案1▲●▲●3．1结构的振动周期由表l和表2可以看出，在相同模态下不同的隔振支座布置方案对应的结构振动周期不同。其中方案1和方案4的震动周期小于方案2和方案3。相同情况下，●叠层胶支座▲铅芯掇腔支座●叠层胶支座▲铅芯檬胶支座)方案2(1)方案3图2隔振支座的布置表1结构的振动周期(6层)●叠层腔支座▲铅芯橡胶支座(1)方案4人工波LusNmwLUS—X+Y基底最大剪力(烈)￡7口‘qc2127．262124．392087．312123．03隔振比例(％)⋯～“”31．6％

7、31．5％31．O％31．5％基底最大剪力(I(N)】0999072561-972560·222553·472557·33隔振比例(％)⋯⋯23．3％23．2％23．3％基底最大剪力(I(N)⋯．2238．332236．762209．612230．99隔振比例(％)91b文5827．4％27．1％27．3％基嚣’10974．48226034．7．％6422533．7．1％33225839．6．％88226303．7．％55—54一●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲●▲广东建材2016年第7期工

8、程试验与研究结构的振动周期越大，建筑的隔振效果越好E4]。也就是说方案1和方案4的结构会吸收更多的地震能，会使基础的剪力比方案2和方案3的大。说明将铅芯橡胶支座布置在结构的基础外围会使结构吸收更多的地震能。另外在相同的隔振支座布置下，在6层的建筑中隔振结构的周期比非隔振结构的周期大2．8～3．0倍。而表5多遇地震下X方向基底剪力(16．W-)人丁波Lus渡N=w波Lus—X+Y渡(c)