高层框支剪力墙结构隔震技术应用初探

摘要

框支剪力墙结构在我国实际应用中具有很高的使用价值，但这种结构的底部抗震性能较差，在深受地震危害影响的我国，若能将已经发展较为成熟的叠层橡胶隔震技术应用于高地震危险区框支剪力墙结构的设计及建造，不仅能增加结构的抗震性能，使地震后的损失减小，又能减少材料的消耗，降低工程造价。本文选取位于海口市(抗震设防基本烈度8度，0.3g)的一座典型高层框支剪力墙结构作为分析实例，利用专用有限元结构分析软件ETABS，通过三维非线性有限元地震反应时程分析，对分别采用叠层橡胶基础隔震、层间隔震设计方案的算例结构的减震效果进行了对比分析；研究了隔震层位置改变(即将隔震层设置于不同结构层)对罕遇地震作用下不同隔震方案减震效果的影响；模拟分析了调整隔震层水平刚度对于不同隔震方案减震效果的影响规律；以台湾集集(1999)地震动记录和云南宁洱德化(2007)地震动记录为例，探讨了脉冲型地震动及一般近场地震动作用下，采用不同隔震方案的算例结构的减震效应。主要研究内容及结果如下：
　　 ⑴对于高层框支剪力墙隔震结构，无论采用何种隔震方案(基础隔振或层间隔震)，若隔震层水平刚度选择合理，都能有效地减小结构的地震反应。
　　 ⑵当采用不同层间隔震方案(隔震层设置于不同的结构层)时，减震效果随隔震层位置及水平刚度的不同而不同，隔震层位置越低，隔震层水平刚度越小，对于隔震层以上结构各层的减震效果越好。
　　 ⑶采用双层层间隔震方案时，第二隔震层以上结构的绝对加速度反应要小于单层隔震层时相应楼层的绝对加速度反应(约降低了10％～43％)。
　　 ⑷对于一般近场及脉冲型地震动，截取主脉冲地震动作用下高层框支剪力墙隔震结构的地震反应一般要大于相应整幅地震动及人工合成地震动作用下结构的反应，这充分说明主脉冲在整幅地震动记录中的主导地位。但单从地震动的反应谱分析不能解释产生这一现象的原因。