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摘要：当今时代，我国建筑行业发展日新月异，是国民经济发展中的支柱型产业。近些年来，我国地震多发，因此对于建筑物抗震性能要求有了更高的提升。本文对此方面进行了分析讨论。
关键词：隔震技术；高层建筑；应用
引言
随着经济的发展，人民对高层建筑的了解也日益加深，同时人民对高层建筑的安全性也提出了更高的要求。本文介绍了在高层建筑中隔震技术的具体应用，以供相关人士参考借鉴。
1隔震技术的研究背景
日本学者河合浩藏1881年提出在地基上设置圆木的滚轴隔震思想，美国J.A.卡兰特伦茨1909年提出在基础与上部结构间铺一层滑石或云母的滑移隔震的思想，美国工程师F.L.莱特1921年利用软泥土层作为隔震层，日本的鬼头健三郎1924年提出在柱脚与基础间放入轴承的隔震方案。在最近的几十年，世界各地的学者进行了大量的理论和实验研究，开发了多种有效的隔震系统，并广泛应用于房屋桥梁结构上。现代隔震技术已经积累了大量工程实践经验，目前叠层橡胶隔震技术是研究最为广泛和应用最广泛的工程技术。我国结构抗震专家周福霖教授1993年在汕头市建成了第1栋橡胶隔震支座建筑并经历了地震的考验，推动了我国隔震建筑的发展。
2高层建筑当中隔离技术的主要原理
在以往的的抗震结构中，主要依靠建筑结构及构件来抵抗甚至是消除掉地震产生的能量，在进行高层建筑的结构设计过程当中，由于地震产生的作用力属于外加荷载，设计师就要在结合其他荷载带来的影响之下对建筑物隔震设计进行细致的分析，从而使其满足抗震的要求。在高层建筑隔震技术中，其主要原理就是将阻尼器以及橡胶隔震支座加入到建筑物的耗能装置内。其中，橡胶隔震支座主要提供的是较强变形能力等作用，其次，它还会对地震能量进行一定的消耗。
在高层建筑中应用隔震技术，一般会使建筑物上部结构中的地震作用缩小到30%左右，当地震发生时，其上部结构的反应主要以第一振型为主。相当于一种刚体平动，基本上不会产生反应放大的作用，并通过隔震层中的相对大位移作用有效降低上部结构内所受到的地震荷载。在发生地震前若采用基础隔震措施，高层建筑上部结构受到的地震反应就会很小，并且不会使建筑构件以及内部的设施受到一定的破坏，还会避免建筑物中的人群受到伤害
3隔震技术在高层建筑中的应用
3.1工程概况
某工程总建筑面积：8999.3㎡，抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度峰值为0.3g，设计地震分组第三组，Ⅱ类场地，场地特征周期0.40s。采用钢筋混凝土框架结构形式，楼层数3层局部4层，结构高度10.35m，宽（A区：18.5m；B区：24.7m；C区：28.3m），高宽比（A区：0.6；B区：0.5；C区：0.4）。属于重点设防类，乙类建筑。本文以C区为例来进行分析。对于地震反应，一般抗震体系：放大地面作用、剧烈震动。隔震体系：减少结构反应、缓慢平动。水平地震加速度减少至1/2~1/12。
3.2隔震设计
本工程中多层框架部分采用隔震设计后更好的满足了建筑功能，并提高了结构的抗震安全性。考虑建筑功能和结构抗震需要，隔震支座设置在±0.00m楼板以下-1.00m处，隔震层高度1.8m。结构设计保证隔震层水平刚度远小于上层结构楼层水平刚度，并远小于隔震层以下结构水平刚度，隔震支座以上混凝土隔震支墩及其梁水平刚度远大于上层结构楼层水平刚度。隔震层以下，即下支墩以下设置承台及承台梁。本工程隔震建筑周边设置隔离缝，其缝宽按照罕遇地震计算变形1.2倍确定，其缝宽≥350mm。
隔震设计采用ETABSNonlinearC软件进行分析。为保证计算模型正确，设计前对计算模型进行了验证（与pkpm模型对比）。根据《建筑抗震设计规范》第12.2.5条，确定隔震后水平地震影响系数最大值：C区：=0.16×0.261/0.8＝0.0522，上部结构计算取水平地震影响系数C区：0.09。罕遇地震作用下的各隔震单元隔震层最大位移符合“抗规”要求，绝大部分支座未出现拉应力。隔震支座均受压，受压承载力满足“抗规”要求。
3.3隔震分析
3.3.1设防地震作用下隔震分析
本工程隔震层设计时考虑竖向地震作用的影响，按照局部和整体满足竖向承载力的原则布置隔震支座，经复核各隔震支座满足《建筑抗震设计规范》及《叠层橡胶支座隔震技术规程》的相关要求。设防地震作用下楼层剪力、剪力比如图1图2所示（REN1、REN2、NGA8、NGA9、ELC、CAP、CPC为时程分析采用的地震波）：
（a）非隔震；（b）隔震；（c）隔震/非隔震百分比
图2Y向楼层剪力
图1和图2的数据分别为进行非隔震和隔震设计后的X向和Y向楼层地震剪力结果。从X向（图1a与图1b）及Y向（图2a与图2b）结果中可知，不同楼层设有隔震层在不同地震波条件下所受到的地震剪力较没有设置隔震层的明显下降，在两个方向上的地震剪力都明显减小。从图1（c）及图2（c）中隔震后与隔震前各楼层剪力值比值为5%~50%，在各种地震波作用下各楼层地震剪力都有显著减小。
3.3.2罕遇地震隔震作用下隔震分析
罕遇地震下，分别选取荷载组合：（竖向地震作用取，20%的重力荷载代表值）。
位移计算：1.0×恒荷载＋0.5×活荷载±1.0×水平地震作用，即1.0D+0.5L±1.0E；
剪力、轴力计算：1.2×恒载+0.6×活载+1.3×水平地震作用+0.5×竖向地震作用，即1.3D+0.65L±1.3E；
压应力计算：1.0×恒荷载+0.5活荷载+1.0×水平地震作用+0.5×竖向地震作用，即1.1D+0.55L+1.0E；
拉应力计算：1.0×恒荷载±1.0×水平地震作用－0.5×竖向地震作用，即0.9D-0.05L±1.0E。
隔震支座还应符合位移限制的要求，《抗规》规定：隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移，应符合μi≤[μi]，μi=ηiμc。式中μi为罕遇地震作用下，第i个隔震支座考虑扭转的水平位移；μc为罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移；ηi为第i个隔震支座的扭转影响系数；[μi]为第i个隔震支座的水平位移限值，对橡胶隔震支座，不应超过该支座有效直径的0.55倍和支座内橡胶总厚度3.0倍二者的较小值。由计算结果分析可知在罕遇地震作用下，个别支座受拉，拉应力为0.17MPa；最大水平位移260mm（小于0.55D）。可以看出，支座拉应力、位移均满足《抗规》和《规程》的规定（近场影响系数取为1.5）。隔震设计考虑了突发性、超烈度（罕遇）大地震；设防水准高于相应非隔震房屋或结构。
结语
经济快速发展，促使了人们对高层建筑物的相关需求越来越多，尤其是在地震频发的现在，部分地区居民对于建筑物的抗震性能需求越来越高，所以隔震技术在应用的过程中需要不断进行优化完善，以满足人们越来越高的需求，为建筑提供更好的保护作用，保障人们的人身以及财产安全。
参考文献
[1]李琦.建筑结构基础隔震技术的研究和应用[J].城市建设理论研究：电子版，2016（12）.
[2]高鹏.建筑结构基础隔震技术的应用实践微探[J].建筑工程技术与设计，2016（19）.
[3]王进成.建筑结构基础隔震技术的研究和应用[J].商品与质量，2016（6）.
论文作者:董京
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签：支座论文; 剪力论文; 荷载论文; 水平论文; 结构论文; 位移论文; 作用论文; 《防护工程》2019年第3期论文;