層間隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用

1、<p>　　層間隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用</p><p>　　【摘要】地震災(zāi)害給人類帶來(lái)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(duì)不用的建筑物應(yīng)該使用不同的抗震技術(shù)，盡可能達(dá)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(jì)計(jì)算方法和動(dòng)力特性、層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化估算設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用幾個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞

2、】層間隔震，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隔震設(shè)計(jì)，應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　一、前言二十世紀(jì)以來(lái)，建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)成為了重點(diǎn)。隨著建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的范圍擴(kuò)張，設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)抗震設(shè)計(jì)方法尋求新型設(shè)計(jì)理念。此

3、時(shí)，層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式就應(yīng)運(yùn)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?yàn)閺氖┕さ慕嵌葋?lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)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(shí)際作用無(wú)法參與到建筑物的整體結(jié)構(gòu)當(dāng)中去，因此達(dá)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(lái)減少地震對(duì)建筑物的損害。 </p><p>　　二、層間隔震

4、結(jié)構(gòu)的原理以及簡(jiǎn)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(dòng)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(guò)隔震層上部結(jié)構(gòu)對(duì)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(jī)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(jī)理不同。2.層間隔震結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化分析模型（一）兩質(zhì)點(diǎn)模型兩質(zhì)點(diǎn)

5、模型是比較簡(jiǎn)單的模型形式，通過(guò)隔震層將建筑分為兩個(gè)部分，上部結(jié)構(gòu)包含隔震層，下部結(jié)構(gòu)是一個(gè)簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)，這樣就得到兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的計(jì)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(jìn)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(diǎn)模型三質(zhì)點(diǎn)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(jiǎn)化成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這樣就得到了三

6、質(zhì)點(diǎn)計(jì)算模型。三質(zhì)點(diǎn)模型與兩質(zhì)點(diǎn)模型相比較，是將隔震層作為單獨(dú)的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行考慮。所以三質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)系統(tǒng)串聯(lián)成的三自由度剪切型結(jié)構(gòu)。（三）多質(zhì)點(diǎn)模型多質(zhì)點(diǎn)模型就是把結(jié)構(gòu)的每一層都作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這樣就能得到多質(zhì)點(diǎn)的計(jì)算模型，優(yōu)點(diǎn)是較為直觀，而且能夠準(zhǔn)確反映層間隔震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反映。 </p><p>　　三、層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和動(dòng)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(jì)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(shí)際就是在基礎(chǔ)隔震體系的基礎(chǔ)上加以補(bǔ)充和擴(kuò)展。如果發(fā)生地震，就會(huì)起到隔震和減弱地震能量的作用，將結(jié)構(gòu)和地面震動(dòng)進(jìn)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(jì)控制有兩種計(jì)算方法：第一種就是有特定的場(chǎng)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(diǎn)就是比較可靠，但是操作比較難。第二種就是

8、特定場(chǎng)地條件和結(jié)構(gòu)體系，然后使用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行非彈性分析來(lái)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(huì)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(yùn)動(dòng)，而下部分子結(jié)構(gòu)則基本不動(dòng)；第二階振型是非隔震振型，上部分子結(jié)構(gòu)一般不動(dòng)，而下部分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變形震動(dòng)。所以層間隔震結(jié)構(gòu)一般使用兩質(zhì)點(diǎn)模型。四、層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化估算設(shè)計(jì)方法以及步驟先簡(jiǎn)單介紹一下層間隔震結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化估算設(shè)計(jì)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(jiǎn)化成等效單質(zhì)點(diǎn)結(jié)</p><p>　　從能量觀點(diǎn)出發(fā)，引入設(shè)計(jì)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(cè)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(duì)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(jī)理。研究表明，基于能量平衡的分析方法是一種預(yù)測(cè)

10、層間隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和評(píng)價(jià)其減震性能的有效手段。 </p><p>　　圖5.1 設(shè)計(jì)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(zhǎng)，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(zhǎng)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(tái)段移動(dòng)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(shí)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)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(duì)位移比較小，結(jié)構(gòu)大致位于彈性工作狀況，從而不會(huì)引起房屋建筑的破損和坍塌；并且在遇到地震災(zāi)害的時(shí)候，房屋建筑里的人們也不會(huì)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?yàn)樯喜糠纸Y(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(yǔ)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(diǎn)問(wèn)題。二十世紀(jì)七十年代，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式真正的實(shí)際應(yīng)用到建筑工程中去，是隔震方法的一個(gè)新的里程碑。幾十年來(lái)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(dòng)特性以及設(shè)計(jì)理念方法等方面都和基礎(chǔ)隔震有所差別，是一種預(yù)測(cè)層間隔震結(jié)構(gòu)地震詳情，評(píng)價(jià)減震性能的方式。 <

13、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </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(jì)新技術(shù)——隔震和消能減震設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 2013-01-01 </p><p>　　[3]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范