层间隔震建筑结构设计方法和应用

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1、层间隔震建筑结构设计方法和应用　　摘要：地震灾害给人类带来了难以预计的损失，底层框剪结构多层砖房在城市建设中应用广泛，这种房屋的特点是由2种承重和抗侧力体系构成的，但是这类房屋的抗震性能较差.现如今的建筑物抗震性能的提高已经迫在眉睫。针对不同类型的建筑应该使用不同的抗震技术，尽可能达到抗震效果的最大化。关键词：层间隔震；结构设计；方法；应用中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：6随着我国建筑事业的不断发展，建筑物的结构以及抗震性研究已经成为了重点。由于建筑结构应用的范围不断扩张，继而推进了设计理念与方法的逐渐成熟。根据多次大地震之后的数据表明，传统的建

2、筑结构抗震性还存在很多不够妥善的地方。因此，抗震工程师就需要对抗震设计的方法寻求更多新的设计理念，层间隔震结构设计就应运而生了。一般来说，层间隔震结构一般用于旧房屋的改造过程中，因为从施工角度上来讲容易操作。但是这种隔震的效果不是很明显，一般在十分之一到十分三的范围之内，主要因为层间隔震的实际作用没有直接的参与到建筑的整体结构当中，导致所产生的效果不是很明显。层间隔震的方法主要还是依靠设置在建筑结构各个隔层当中的减震装置来吸收或者减弱地震对房屋造成的影响。。而层间隔震技术则弥补了基础隔震技术的不足，为隔震技术在工程上的运用提供了更广阔的空间。层间隔震结构的原

3、理以及简化分析1.1层间隔震结构的原理通过在建筑的上部某两层间设置隔震层，在隔离震动的水平成分对于隔震层上部结构的传递，降低地震对于结构稳定性的影响，并且通过隔震层上部结构与下部结构的耦合作用，减低地震对于隔震层下部结构的反应，提高建筑物整体的稳定性。层间隔震结构的工作机理与基础隔震结构和TMD系统（调谐质量阻尼系统）的工作机理不同。1.2层间隔震结构的简化分析1.2.1两质点模型通过隔震层将建筑分为上下两个结构。上部结构包含隔震层，下部结构则为支点，这种模型突出层间隔震结构对于地震影响的弱化作用。1.2.2三质点模型三质点模型通过将隔震层上部结构、隔震层以

4、及隔震层下部结构分别简化为一个质点，相较于两质点模型有更好的稳定性。1.2.3多质点模型6通过将每一层都作为一个质点，可以准确的直观的反映出层间隔震结构对于动力的反应。层间隔震结构设计的动力特性通过不断的探讨与发展，在基础隔震体系上研发出的层间隔震结构，通过将隔震装置安置在建筑物某一层柱子或者楼板中间结构对地震的作用产生控制。这是在原有的基础隔震体系上进行的补充与拓展，在发生地震的时候，这个装置就会起到隔震与减弱地震能量的作用。将建筑的结构与地面的震动进行隔离，从而达到衰减地震反应的作用。隔震层的刚度很低，在发生地震的情况下，层间隔震结构就会由隔震振型进行上

5、部分子的结构刚体运动，下部分子结构保持不动；第二振型则是非隔震振型，上部分子结构不动，主要由下部分子结构发生变形震动。因此一般层间隔震结构采用的都是两质点模型，可以很好的达到提高建筑物抗震性能的作用。层间隔震结构的应用与作用3.1层间隔震结构的应用3.1.1部分建筑物由于受到一些条件的限制使得它们无法使用基础隔震结构，因此，为了避免隔震层的竖直方向由于受到了拉力而拔起，或者为了控制宽度和高度的比例而将隔震层提上来，层间隔震结构则由此形成。一般而言，在部分容易发生洪涝灾害或者一些沿海地带区域，为了有效避免橡胶隔震支座被腐蚀，也会提高隔震层的位置，形成层间隔震结

6、构。6例如汕头博物馆。该博物馆地处韩江畔，具有8度抗震设防设计，为了防止潮水对其侵蚀，并未将隔震支座放于基础之下，而是将其提至二层柱顶之位。与此同时，对其地震反应以及自振特性也做了检测与计算。结果证明，隔震层下的隔震隔震剪力普遍缩小了60%，而隔震层之上的每一层地震剪力竟缩小90%以上。因此，若建筑物处于这种地理位置，则比较适合使用层间隔震建筑结构。3.1.2改建旧楼时较适合使用层间隔震建筑结构。八十年代所建设的住宅楼或者建筑物，地价普遍较昂贵，但是其占地面积并未得到充分使用，致使土地资源的浪费。因此，为扩大建筑面积并提高其抗震能力，此时适宜采用层间隔震技术

7、来改造旧楼。施工方法很简单，直接在楼顶加一层即可，并在新旧楼层间设置隔震层。3.2层间隔震结构的作用3.2.1科学运用层间隔震技术，在很大程度上能够延长其自振周期，提高其结构阻力。房屋建筑有效躲开区域的特征周期，从而减少共振的产生几率。若延长基本周期，则结构地震的作用从反应谱的平台段移到了下降段，导致结构总地震作用明显下降。3.2.26位于隔震层上方的组成加速度反应有大幅度的下降，与此同时其结构移动位置集中于隔震层中。上方组成基本为刚体，相对位移较小，其结构大致处于弹性工作状况中，从而有效避免房屋建筑的坍塌或者破损。除此之外，在遭遇地震灾害时，房屋建筑里的居

8、民也不会受到地震波的影响，因此不舒适感大幅降低。3.