層間隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與應(yīng)用

1、<p>　　層間隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與應(yīng)用</p><p>　　【摘要】地震災(zāi)害給人類帶來的損失是極其殘酷的，所以如今的建筑物的抗震性能就應(yīng)該有所提高。針對不用的建筑物應(yīng)該使用不同的抗震技術(shù)，盡可能達到抗震效果的最大化。本文將從層間隔震結(jié)構(gòu)模型、層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法和動力特性、層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡化估算設(shè)計方法以及應(yīng)用幾個方面進行簡要分析和探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞

2、】層間隔震，結(jié)構(gòu)設(shè)計，隔震設(shè)計，應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號： TU318 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p>　　一、前言二十世紀(jì)以來，建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的研究已經(jīng)成為了重點。隨著建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的范圍擴張，設(shè)計理念和方法也逐漸的成熟，在很多次大地震后的數(shù)據(jù)表明，傳統(tǒng)方式的抗震設(shè)計還存在很多不妥善的地方，在這樣的背景下，抗震工程師就要對抗震設(shè)計方法尋求新型設(shè)計理念。此

3、時，層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計方式就應(yīng)運而生了。層間隔震建筑結(jié)構(gòu)方式一般都用于舊房改造，因為從施工的角度來說比較簡單容易操作。但是這種隔震方式效果不是特別明顯，一般是在十分之一到十分之三的范圍內(nèi)，這主要是由于層間隔震的實際作用無法參與到建筑物的整體結(jié)構(gòu)當(dāng)中去，因此達到的效果不是特別顯著。層間隔震方法主要依靠設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)各層間隔的減震裝置吸收或者減弱地震的能量，來減少地震對建筑物的損害。 </p><p>　　二、層間隔震

4、結(jié)構(gòu)的原理以及簡化分析模型1.層間隔震結(jié)構(gòu)的原理 </p><p>　　層間隔震結(jié)構(gòu)是在上部某兩結(jié)構(gòu)層間設(shè)置隔震層，以隔離地震動的水平成份向隔震層上部結(jié)構(gòu)的傳遞，減小結(jié)構(gòu)所受的地震作用，并通過隔震層上部結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)的耦合作用，減小隔震層下部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而降低整體結(jié)構(gòu)的震害。層間隔震結(jié)構(gòu)的工作機理與基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和TMD系統(tǒng)（調(diào)諧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)）的工作機理不同。2.層間隔震結(jié)構(gòu)簡化分析模型（一）兩質(zhì)點模型兩質(zhì)點

5、模型是比較簡單的模型形式，通過隔震層將建筑分為兩個部分，上部結(jié)構(gòu)包含隔震層，下部結(jié)構(gòu)是一個簡單的質(zhì)點，這樣就得到兩個質(zhì)點的計算模型，如圖2.1所示。這種模型突出層間隔震結(jié)構(gòu)的影響系數(shù)用于層間隔震結(jié)構(gòu)進行參數(shù)分析。 </p><p>　　圖2.1層間隔震模型示意圖 </p><p>　?。ǘ┤|(zhì)點模型三質(zhì)點模型就是將隔震層上部結(jié)構(gòu)、隔震層以及隔震層下部結(jié)構(gòu)分別簡化成一個質(zhì)點，這樣就得到了三

6、質(zhì)點計算模型。三質(zhì)點模型與兩質(zhì)點模型相比較，是將隔震層作為單獨的一個質(zhì)點進行考慮。所以三質(zhì)點模型可以看成由下部結(jié)構(gòu)、隔震系統(tǒng)以及上部結(jié)構(gòu)的等效單質(zhì)點系統(tǒng)串聯(lián)成的三自由度剪切型結(jié)構(gòu)。（三）多質(zhì)點模型多質(zhì)點模型就是把結(jié)構(gòu)的每一層都作為一個質(zhì)點，這樣就能得到多質(zhì)點的計算模型，優(yōu)點是較為直觀，而且能夠準(zhǔn)確反映層間隔震結(jié)構(gòu)的動力反映。 </p><p>　　三、層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法和動力特性在基礎(chǔ)隔震體系的基礎(chǔ)上漸漸的

7、發(fā)展出層間隔震結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計是將隔震裝置安裝在建筑物的某一層柱子和樓板中間結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)控制，實際就是在基礎(chǔ)隔震體系的基礎(chǔ)上加以補充和擴展。如果發(fā)生地震，就會起到隔震和減弱地震能量的作用，將結(jié)構(gòu)和地面震動進行隔離，衰減結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。層間隔震建筑結(jié)構(gòu)是非彈性體系。目前層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計控制有兩種計算方法：第一種就是有特定的場地條件和結(jié)構(gòu)物以及選定好的隔震裝置，在此基礎(chǔ)上確定控制參數(shù)，這種方法的優(yōu)點就是比較可靠，但是操作比較難。第二種就是

8、特定場地條件和結(jié)構(gòu)體系，然后使用計算機對其進行非彈性分析來確定控制參數(shù)。隔震層剛度很小，所以如果發(fā)生地震，層間隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的相應(yīng)就會由兩階振型起作用，第一階振型就是隔震振型，上部分子結(jié)構(gòu)剛體運動，而下部分子結(jié)構(gòu)則基本不動；第二階振型是非隔震振型，上部分子結(jié)構(gòu)一般不動，而下部分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變形震動。所以層間隔震結(jié)構(gòu)一般使用兩質(zhì)點模型。四、層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡化估算設(shè)計方法以及步驟先簡單介紹一下層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡化估算設(shè)計方法的基本思路

9、。首先層間隔震結(jié)構(gòu)體系是將上部分構(gòu)件簡化成等效單質(zhì)點結(jié)</p><p>　　從能量觀點出發(fā)，引入設(shè)計用能量譜的概念，如5.1所示,分析了地震輸入能量在層間隔震結(jié)構(gòu)中的分配和耗散。推導(dǎo)出了基于能量平衡的層間隔震結(jié)構(gòu)的隔震層總剪力、最大變形以及基底剪力的地震響應(yīng)預(yù)測式，分析了隔震層剛度、阻尼以及隔震層的設(shè)置位置等參數(shù)對層間隔震結(jié)構(gòu)減震性能的影響，并闡明了其自身的減震控制機理。研究表明，基于能量平衡的分析方法是一種預(yù)測

10、層間隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和評價其減震性能的有效手段。 </p><p>　　圖5.1 設(shè)計用能量譜2.層間隔震結(jié)構(gòu)的作用 </p><p>　?。ㄒ唬?yīng)用層間隔震技術(shù)，可以在很大程度上使其自振周期延長，結(jié)構(gòu)的阻尼適當(dāng)提高，房屋建筑躲避開區(qū)域的特征周期，使得產(chǎn)生共振的幾率減小。延長了基本周期就能夠促使結(jié)構(gòu)地震作用從反應(yīng)譜的平臺段移動到下降段，使得結(jié)構(gòu)總地震作用明顯下降。 </p>

11、<p>　?。ǘ└粽饘由戏降慕M成加速度反應(yīng)大幅度下降，于此同時結(jié)構(gòu)的移動位置都集結(jié)于隔震層中，上方組成基本為剛體，本身的相對位移比較小，結(jié)構(gòu)大致位于彈性工作狀況，從而不會引起房屋建筑的破損和坍塌；并且在遇到地震災(zāi)害的時候，房屋建筑里的人們也不會受到地震波的影響，減輕不舒適的感受。（三）在地震的作用下，層間隔震結(jié)構(gòu)的剪力比抗震結(jié)構(gòu)要低很多，因為上部分結(jié)構(gòu)受到地震的影響削弱，從而可以降低結(jié)構(gòu)自身的抗震措施，節(jié)約房屋建造成本。 &

12、lt;/p><p>　　六、結(jié)束語隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，抗震技術(shù)已經(jīng)成為了建筑專業(yè)中的一大焦點問題。二十世紀(jì)七十年代，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計方式真正的實際應(yīng)用到建筑工程中去，是隔震方法的一個新的里程碑。幾十年來的技術(shù)沉淀和發(fā)展，層間隔震技術(shù)也就出現(xiàn)了，這種基于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)技術(shù)而發(fā)展的新型隔震結(jié)構(gòu)技術(shù)，在隔震和振動特性以及設(shè)計理念方法等方面都和基礎(chǔ)隔震有所差別，是一種預(yù)測層間隔震結(jié)構(gòu)地震詳情，評價減震性能的方式。 <

13、/p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]張新中.建筑物整體移位及其基礎(chǔ)隔震加固技術(shù),黃河水利出版社 2010-08-01 </p><p>　　[2]徐至鈞.建筑抗震設(shè)計新技術(shù)——隔震和消能減震設(shè)計與工程應(yīng)用,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 2013-01-01 </p><p>　　[3]建筑抗震設(shè)計規(guī)范