基于框架结构隔震优势的研究

(整期优先)网络出版时间:2019-11-01
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基于框架结构隔震优势的研究

王一然

华北理工大学建筑工程学院河北省唐山市063210

摘要:。本文用一栋四层框架为例,对建筑进行弹性时程计算,考虑传统抗震和布置隔震支座的隔震结构,将两种结构分别大量计算分析和数据比较,得出结论:装有隔震垫的框架结构,隔震层上部建筑层间剪力、位移角远远小于抗震结构;通过对比两个模型振型周期,布置隔震支座的隔震结构周期提高三倍左右,远远长于一般建筑。由于上部建筑地震作用减小,构件截面可相对减小,从而起到减少土方用量和减少造价的作用。

关键词:框架;橡胶支座;隔震;时程分析

引言

近些年,地震成为我国主要灾害。随着社会发展,更多的人向人口密集的大都市聚集。当这些人口密集大城市遭受地震灾害,带来的损失是难以预计的。因此提高建筑物抗震性能成为一个急需攻克的难题。传统的抗震设计方法一方面要利用结构的塑性变形能力或延性来减小地震作用,又要使结构不发生严重的损伤,其实质可以说是对相互矛盾的目标进行某种妥协[[[]张孟平.框架结构基础隔震分析及应用[D].哈尔滨工程大学,2007

]]。可以说,传统抗震结构“以刚制刚”效果并不明显。“以柔克刚”是隔震结构显著的特点,一柔一刚使两种结构形成鲜明的对比。利用橡胶柔性特点,通过设置隔震支座,使建筑物下方形成隔震层,地震来临时使之消耗地震能量,达到减少能量向传输目的,降低上部结构的地震反应。

本文以一四层框架结构为算例,应用YJK结构设计软件,进行时程分析,得到隔震体系与非隔震体系得周期,剪力振型等性能进行对比研究,总结隔震建筑优势。

1结构计算

1.1工程概况

两个结构的钢筋使用量均随着楼层的升高而降低,隔震建筑每层钢筋使用量均小于一般建筑,结构总体钢筋用量与抗震结构比较减少16%左右;因为新增一层隔震层,且隔震层楼板厚度大,构件截面大,混凝土使用较多,结构整体使用量增加9%。隔震建筑物多了一层隔震层,我们需要对隔震层进行单独的设计,所以,隔震建筑物就多了一部分隔震层土建消耗[[[]吕志勇.不同隔震支座的隔震效应分析对比[D].安徽建筑大学,]]。

3总结

1)通过两种结构周期比较,可以看出与传统抗震结构自振周期相比,采用隔震层的隔震结构在地震力下结构自振周期得到了明显延长,极大地减少传递到上部建筑的水平方向地震作用,在一定范围内增大了建筑物安全性能。

2)虽然抗震结构和隔震结构之间剪力相差很大,但是两种结构剪力都显示出相同趋势:楼层升高剪力减小,减小率越大。隔震建筑层间水平力约为抗震结构的26%~46%。

3)由于隔震层阻断大部分能量,减少了上部建筑负担,结构整体土建使用量减少了16%。隔震装置不仅增强了结构的安全性,也带来一定经济效益。

参考文献:

[1]张孟平.框架结构基础隔震分析及应用[D].哈尔滨工程大学,2007[]]GB50011-2010.?建筑抗震设计规范[S]

[2]吕志勇.不同隔震支座的隔震效应分析对比[D].安徽建筑大学,