【摘 要】隔震建筑要确保地震力可以顺利地向地基中传递，作为连接上部结构与基础的隔震支座和地下室，在地震发生时，必须要有较强的刚度和承载效果。隔震建筑地下室在设计中，尤其是对结构设计中难度非常大，特别是隔震层存在自身的重力，会对下部结构产生很大的作用力。本文通过反应谱分析的方式，通过实际的模型分析，在地下室设计中进行弹性设计。
【关键词】隔震建筑；地下室；弹性设计
引言：
近年来，我国的地震发生比较频繁，随着人们抗震的意识的完善，抗震建筑被人们认可，在对以往的国内和国外的地震分析中，隔震建筑都能发挥出较好的效果，建筑的结构具有很强的柔韧性。如今，在对隔震建筑的结构进行的分析比较多，也设计出了较为成熟的方案，对隔震层下部结构的研究还有待于进一步的深化。本文通过对隔震层下部结构的分析，采用反应谱分析的方式，可以完善抗震建筑的设计。
一、隔震层下部结构的形式
通过对隔震支座的分析，对楼层的高度和位置的分析中，隔震建筑可以分成两种不同的类型，分别是基础隔震和层间隔震，现在隔震建筑在设计中一般是设计成基础隔震。按照隔震层下部结构不同的支撑类型，可以将其分成地下室隔震层和室外地下室隔震层等。
二、抗震规范要求
通过对《建筑抗震结构的设计要领》分析中，对隔震层结构的设计提出了明确的要求，并且运用了强制性条文的方式，对相关的设计方案加以约束，隔震层一下的结构主要包括地下室和塔楼下的底盘，这些相关的结构应该满足刚度要求，并且完善其承载能力，在地震发生中，要具有较强的抗压能力，在遇到罕遇地震后，要具有完善的抗剪承载力。在相关的规定中，明确的指出抗震建筑的地下室的范围内中的水质的构件的刚度应该比首层的刚度大两倍，抗震等级应该与结构的上部相同。在对地震袭击的考虑中，应该分析隔震层下部和周围土体的情况，提高土体的约束能力，结构主体范围内的刚度要比首层刚度大。如果水平方向的减震系数为0.4，那么在主楼范围内的地下室的刚度应该比上部结构的刚度大1.5倍。
在设计中，要对下部结构的横截面的承载能力进行分析，应该计算出罕遇地震发生后产生的内力，然后按照规范进行设计，最为重要的是对垂直方向的构件的承载能力进行计算。在对承载力进行计算中，相关的规定没有约束必须采用标准值或者设计值，所以，设计人员应该根据实际的情况对构件的抗震能力进行分析。下部的结构一般是隔震层一下的地下室，这些结构在隔震层的下部，本身会受到隔震层带来的压力，同时也会产生垂直的荷载。
三、抗震性能目标
在对层间隔震设计中，应该考虑到不同层面中的结构在受到压力后会产生形变，并且分析每一层构件的强度要求，隔震层下部的地下室在进行抗震性能的设计环节，应该分析构件的承载能力，确保其在罕遇地震发生时可以发挥作用，在对墙和柱设计中，应该对抗剪弹性和抗剪强度进行分析。
四、下部结构分析模型
（一）独立柱设计
在对隔震层下部的地下室设计中，一般会采用单位的结构模型进行分析，隔震支座出现承受了很大的压力，就会对下支墩的顶部产生很大的作用。在罕遇地震发生后，会产生很大的轴向力，这时会产生向下的剪力和水平方向的剪力，在罕遇地震的作用下，隔震支座会发生水平方向的位移，支座的高度和隔震支墩的高度会发生变化。这时，应该计算出隔震支座下支墩顶部产生的弯矩，对独立柱的强度进行计算，但是这种方法在计算的过程中不能对结构上部的刚度进行分析，而且采用手动的方法计算，工作量非常大，而且轴力、弯矩的最大值的计算中不能对荷载的方向进行计算。
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（二）地下室简化分析模型
在对地下室承受的荷载分析中，可以借助地下室简化分析模型进行，在隔震层中，会释放出弯矩，在运用层模型的过程中，可以将隔震层设计成两个层面，上层主要是柱脚，在对地下室的弹性设计中，可以用反应谱法进行，当隔震技术投入使用后，在通常情况下，当地震来袭后，上部的结构会受到地震水平加速度的影响，所以，要确保上部结构具有很好的弹性状态，才能防止建筑出现裂痕。隔振垫的模型不能直接运用反应谱法进行分析，如果反应谱法直接运用到隔震结构的设计中，会出现一定的设计误差。
如果下部结构为地下室，在对简化模型的制作中，应该确保周围土体具有较好的约束力，不能对地下室产生的地震力进行分析。简化模型反应谱的分析在地下室中不能对地面的层间结构进行分析。如果运用反应谱法对大型行的地下室结构进行分析，可以计算出减震系数。通过内力的计算，进行配筋设计。
五、隔震层重力二阶效应计算
如果简化模型的柱脚是铰接的方式，如果忽视了上部结构不下部结构产生重力，那么就不能计算出在实际的运用中，隔震层产生的位移，在地震发生后产生很大的剪力，下部结构的内力也会更大，运用简化模型的方式，可以对重力分析。在对重力的效应进行分析中，一般是采用有限元的方式和有限元迭代法。
（一）基于等效水平力的有限元迭代法
这类方法在使用中，可以对楼层之间产生的剪力进行分析，并且可以充分考虑到位移的影响，剪力地震放大系数，对楼层剪力和楼层位移进行分析后，设计出实际的模型。一般情况下，在对弹性结构设计中，只需要1-2次的循环就可以完成相关的要求，如果经过了5-6次循环还是不能达到效果，说明结构的稳定性非常差。
（二）折剪弹性抗弯刚度的有限元法
折剪弹性抗弯刚度的有限元法在美国等发达国家广泛的使用，而且满足相关的设计规范，这种方法在运用中充分分析了有效刚度，可以对钢筋混凝土在受到较大的荷载后产生的裂缝问题进行计算，其分析的结果和设计的状态相似。我国的《混凝土结构的设计要求》中也对构件的弹性抗弯刚度进行了明确的规定。抗震结构的设计要对折剪隔震层的框架进行分析，确定好抗弯的刚度，按照相关的计算要求，这种方法采用的是反应谱的分析，对整个结构的柔性和刚度分析，运用简化模型进行计算，在整个结构的周期计算中，计算了结构产生的位置。
（三）结构位移和构件内力增大系数法
构件内力增大系数法可以计算弹性，而且对构件的弯矩、剪力进行分析，是一类简便的计算方法，这种方法在使用的过程中对《高层建筑混凝土结构技术要求》的规范执行。隔震结构在设计中应该充分的考虑到隔振垫的刚度问题，并且对其产生的位移进行计算，如果隔震层发生的位移比较大，在采用此类方法中产生的局限性比较大，隔震支座会产生很大的塑性变形。
结语：
隔着建筑下部结构在设计的过程中应该借助实际的模型进行分析，对内力和构件的横截面的受力情况进行分析，但是，这类方法在实际的操作中存在困难，而且容易受到外部环境的影响，各类荷载之间的组合形式较为复杂，即使是借助软件设计的形式也很难实现。本文通过运用反应谱分析的方法，这类方法比较简单，但是还是会受到重力效应的影响。所以，在进行隔震结构地下室设计中，应该将实际的模型与简化的模型对比，如果地下室产生的地震的剪力比较集中，一般是重力效应导致。也可以对水平力进行计算，对地下室构件的弹性状态分析，上部结构在使用的过程中，对位移的加速度进行计算。
参考文献：
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论文作者:李志文
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第20期
论文发表时间:2016/11/25
标签：结构论文; 地下室论文; 刚度论文; 进行分析论文; 在对论文; 建筑论文; 模型论文; 《低碳地产》2016年10月第20期论文;