山东建筑大学 山东济南 250101
摘要：叠层橡胶支座隔震技术，经过国内外20多年的试验研究、工程应用和实际地震考验，事实表明：通过设置水平柔性隔震层可大大延长结构的水平基本周期，结构体系因“柔化”而隔离了地面的强烈震动，从而可大大减少结构的水平地震作用。与相应的非隔震结构对比，其水平地震加速度可减至非隔震结构的1/2一1/12。它还使结构水平变形集中于隔震层，而结构从激烈的摆动变为缓慢的“平动”，使上部结构的层间位移大大减少，基本上处于弹性工作状态。这种技术不仅能在强地震中有效保护结构本身的安全，而且能保护结构的装修以及内部的仪器设备免遭损坏。这种技术不仅适用于一般建筑结构，而且更适用于重要建筑、重要结构、生命线工程以及重要仪器设备等的地震防护。
关键词：框剪结构；隔震设计；隔震层；上部结构
地震是危及人类生产活动以及生命财产安全的突发性的自然灾害。我国地震区域广而分散，地震发生的频度大，强度高，是受地震影响最严重的国家之一。
近年来，研究人员在寻求一种既经济又可靠的抗震措施，同时还要使结构不受或少受损伤，即基础隔震技术。基础隔震技术属于被动结构振动控制技术，通过在上部结构和基础之间设置隔震层来延长结构的自振周期，远离地震的卓越周期，减小结构的地震响应。
一、引言
本文以框架—剪力墙结构为研究背景，阐述框架—剪力墙结构隔震设计中的若干关键技术，为框架—剪力墙隔震结构实际工程设计提供参考。以一栋八度区钢筋混凝土框架---剪力墙结构为模型，通过工程数值模拟分析，分析该结构在地震作用下的响应，以研究隔震结构的减震效果及减震规律。通过研究表明，使用铅芯橡胶隔震支座后，钢筋混凝土框架—剪力墙结构自振周期明显增大，能够很好的避开建筑场地的卓越周期，达到较好的隔震效果，减小震害。加设隔震支座的钢筋混凝土框架—剪力墙结构层间剪力和层间位移都小于原钢筋混凝土框架—剪力墙结构在地震作用下的反应值，楼层加速度反应明显小于原结构，经过隔震支座耗能后可以很大程度上降低上部结构的加速度峰值。铅芯橡胶隔震支座自重的变化，对结构前三阶自振周期的影响很大。铅芯橡胶隔震支座等效水平刚度的取值直接影响隔震建筑隔震性能好坏，支座刚度大，能够有效控制隔震支座的相对位移，但对上部结构的减震效果不理想；刚度小，则隔震支座相对位移较大，但上部结构反应层间位移增大。加设隔震支座的建筑减震效果在Ⅰ类场地（坚硬地基）要比在Ⅳ类场地（软土地基）的减震效果好。
二、隔震设计关键技术
1.在隔震结构动力分析之前，首先需要初步选定隔震装置的类型及型号。叠层橡胶支座最基本的功能之一是支撑.上部结构，因此，根据上部结构的竖向荷载，可初步选择隔震支座的布置和型号。
（1）隔震层总受压承载力设计值应大于上部结构总重力代表值的1.1倍。
（2）每个隔震支座的受压承载力设计值应大于上部结构传递到隔震支座的重力代表值。
根据以上选定的各隔震支座和阻尼器的型号，就可确定隔震层的水平刚度及阻尼比了。
2.在隔震结构的动力模型和输人地震动确定后，就可以采用各种数值计算方法，例如，线性加速度法、纽马克一口（Newmark -p）法和威尔逊一6（Wilson一0）法等，求解出结构的响应。但对设计人员来说，自己编程计算求解仍比较复杂，使用现成的专用计算软件，将使工作大大简化。目前，国内外都已经有了可进行隔震结构动力分析的程序或软件，以下对这些程序或软件做些简单的介绍，并详细介绍作者所在课题组自主开发的基础隔震结构动力分析软件。
3.用时程分析法进行分析时，由于地震的不确定性及用不同地震波计算结果的差异，使得合理地选择地震波显得尤为重要，只有选用合适的地震波，才可保证计算结果可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对一个建筑物而言，合适的地震波是指所选地震波与建筑场地未来要发生的地震波基本吻合，我们知道，地震动有三要素。
4.计算结果分析
当用多条地震波分别计算出结构的响应后，由于每条波所得的结果各不相同，如何对这些计算结果进行处理呢?此外，用时程分析得出的结果是否就一定可靠?是否需要与其他计算方法求得的结果进行对比以验证分析的可信度呢?计算的结果如何进行判断，以确定能否满足隔震的预期目标呢?这些间题《抗震规范》和《规程》中都有明确的规定，以下一一作以说明。
（1）在设防烈度或设计基本地震加速度作用下，由时程分析得出的隔震层最大位移小于等效侧力法计算结果的0.9倍时，取0.9倍的等效侧力法计算结果，否则，取时程分析法计算结果。
（2）在罕遇地震作用下，由时程分析得出的隔震层最大位移小于等效侧力法计算结果的。.8倍时，取0.8倍的等效侧力法计算结果，否则，取时程分析法计算结果。
（3）由时程分析法得出的隔震层剪力小于等效侧力法计算结果的0.9倍时，取0.9倍的等效侧力法计算结果，否则，取时程分析法计算结果。
三、结论与展望
隔震支座的受拉能力有限，是限制隔震技术发展的因素之一，本文研究发现剪力墙下的隔震支座在双向地震动作用下，会比在单向地震作用，明显的向支座受拉的趋势发展，支座处于更加不利的受力状态。对于框剪结构，剪力墙下的隔震支座是主要的受力不利的支座。隔震结构隔震层是结构安全保障的关键部分，在实际工程中，隔震结构的地震动分析，应采用双向地震动验算。
本文针对未隔震的框架剪力墙结构与采用基础隔震的框剪结构的进行了详细的研究，取得了一定的成果，但有些方面还需要进一步的研究：隔震支座的受拉性能较弱是制约隔震技术推广应用的因素之一，开发抗拉能力强的隔震支座仍然是隔震支座研发的工作重点。
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论文作者:孙肇凯
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月下
论文发表时间:2018/9/28
标签：结构论文; 支座论文; 地震波论文; 工程论文; 位移论文; 建筑论文; 橡胶论文; 《建筑细部》2018年2月下论文;