大底盘框架结构层间隔震系统研究

摘要

层间隔震技术是近来发展起来的一门崭新的减震技术，属于被动控制体系。该结构体系不仅能起到减震和降低造价的作用，还能有效地降低高层建筑的“鞭梢效应”，主要是用在一些基础隔震不适用的场合，比如滨海建筑，老建筑的加固改造和大底盘结构等。层间隔震技术是对基础隔震技术的继承和发展，这一结构体系为建筑的结构选型提供了一条崭新的设计思路，丰富了隔震结构的结构形式。同传统的抗震方案和基础隔震方案相比，层间隔震方案有其独特的优点：施工简单方便，造价合理，经济社会效益很大，因此也越来越受到工程设计人员的青睐，其中大底盘单塔楼和多塔楼高层结构是目前客户比较看好的结构型式，底部大空间可供娱乐和餐饮行业使用，上部结构商业价值不高但也可以作为住宅出售，一举两得。
　　 通过本文的研究可以明确层间隔震体系的减震机理、铅芯橡胶隔震支座的力学性能、大底盘高层建筑层间隔震时的动力特性、地震反应(绝对加速度、楼层剪力和层间位移)的变化规律和层间隔震结构的减震效果。通过对比多遇地震和罕遇地震下传统抗震结构、单层隔震结构和双层隔震结构的绝对最大加速度反应、楼层最大绝对剪力反应和最大层间位移反应均可以得出如下结论：采用层间隔震体系的结构的地震作用都比传统抗震结构要小很多，减震效果非常好：在第一隔震层位置不变(4层)的情况下，第二隔震层置于结构中间层(8层)时的减震效果最好，第二隔震层位于11层时减震效果次之，第二隔震层置于结构顶层(15层)时效果最差，但是和单层隔震结构相比，增设第二隔震层后结构的减震率提高有限。通过对多遇地震时单层隔震结构作线性动力时程分析可知，在隔震层位置不变的情况下，随着隔震层刚度的增大，隔震层上部结构的楼层最大绝对剪力和最大层间位移的变化规律都是先增大后减小，后又趋于稳定；隔震层下部结构的楼层最大绝对剪力和最大层间位移的变化规律是先缓慢增长达到极值后又缓慢下降，但下降幅度有限，后又缓慢增长并逐渐向传统抗震结构靠拢。而隔震层阻尼比对结构的楼层最大绝对剪力和最大层间位移的影响规律比较简单，都是随着阻尼比的增大而单调减小。这些研究对层间隔震结构实用设计方法的建立有一定的意义。