基础隔震多层钢框架结构地震反应分析
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SAP2000基础隔震分析
①自振周期
②基底剪力
精品课件
③层间位移角 ④顶层加速度
精品课件
➢ 结论
①采用隔震技术，能够大幅延长结构的自振周期，适当增 加结构的阻尼，使建筑物避开场地的特征周期，减少发生 共振的可能性。并且基本周期的延长使得结构地震作用从 反应谱的平台段转移到下降段，结构总地震作用得以有效 降低； ②隔震结构的加速度反应大大减小，同时使结构的位移集 中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小， 结构基本上处于弹性工作状态，从而使建筑物不产生破坏 和倒塌；而且遭遇地震时，建筑物中的人不会受地震波的 影响而减小不舒适的感觉； ③隔震结构大大减低了结构的基底剪力，从而大大减弱了 上部结构的地震作用，减少结构本身的抗震设防措施。
抗震框架
精品课件
隔震框架
➢ 隔震支座选取
Lead—Rubபைடு நூலகம்er Bearing G4铅芯建筑隔震橡胶支座力学性能
精品课件
Rubber isolator 单元参数设
➢ 弹性动力时程分析
①地震波选取
本例分别对抗震框架和隔震框架进行Y向7度多遇地震弹性动力 时程分析，为简化分析过程，仅选取单条El波进行分析，El波时程的 时间间隔为0.01s，持续53.8s，其时程曲线如图：
由于El波的最大加速度为341cm/s2，取调幅比例系数为1.026， 即341×10×0.1026=350mm/s2,即35gal，属7度多遇地震。
②时程工况定义
时程运动类型采用振型积分类型，分析类型采用线性，输出时 段数为500步，每步代表0.1s,即总分析时间为50s。
精品课件
➢ 结构动力特性
SAP2000基础隔震结构抗震性能分析
精品课件
➢ 模型概括
②基底剪力
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③层间位移角 ④顶层加速度
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➢ 结论
①采用隔震技术，能够大幅延长结构的自振周期，适当增 加结构的阻尼，使建筑物避开场地的特征周期，减少发生 共振的可能性。并且基本周期的延长使得结构地震作用从 反应谱的平台段转移到下降段，结构总地震作用得以有效 降低； ②隔震结构的加速度反应大大减小，同时使结构的位移集 中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小， 结构基本上处于弹性工作状态，从而使建筑物不产生破坏 和倒塌；而且遭遇地震时，建筑物中的人不会受地震波的 影响而减小不舒适的感觉； ③隔震结构大大减低了结构的基底剪力，从而大大减弱了 上部结构的地震作用，减少结构本身的抗震设防措施。
抗震框架
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隔震框架
➢ 隔震支座选取
Lead—Rubபைடு நூலகம்er Bearing G4铅芯建筑隔震橡胶支座力学性能
精品课件
Rubber isolator 单元参数设
➢ 弹性动力时程分析
①地震波选取
本例分别对抗震框架和隔震框架进行Y向7度多遇地震弹性动力 时程分析，为简化分析过程，仅选取单条El波进行分析，El波时程的 时间间隔为0.01s，持续53.8s，其时程曲线如图：
由于El波的最大加速度为341cm/s2，取调幅比例系数为1.026， 即341×10×0.1026=350mm/s2,即35gal，属7度多遇地震。
②时程工况定义
时程运动类型采用振型积分类型，分析类型采用线性，输出时 段数为500步，每步代表0.1s,即总分析时间为50s。
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➢ 结构动力特性
SAP2000基础隔震结构抗震性能分析
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➢ 模型概括
多层框架结构基础隔震有限元分析
有限元软件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ 对这 ２ 种抗震方案进行分析并 比较 ， 为框架结构的基础隔震抗震设计 提供一定 的 设 计 参考 ．
１ 基 础 隔 震框 架 结构 数 值 模 型 建 立
１ ． １ 基础 隔震 研 究思路
－ － ｝ －
Ｔ ’ ｊ Ｔ ｉ ’ ｛ ： ｉ
Ｖｌ ｏ１ ． ３ ２ Ｎ Ｏ． １
Ｍａ ｒ ．２０１ ３
文章编号： １ ０ ０ ４ —５ ４ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ｌ 一 ０ ０ ７ 震 有 限 元 分 析
任 小朋 ， 孙 华 忠
（ １ ． 西南石 油大 学 土木 工程 与建筑学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ；
０ 引 言
传统 的建筑抗震设计 只能保证结构本身具有足 够的强度、 刚度和延性 ， 其 弊端是 ： 一方面 ， 没有塑性 变形 能力 的结 构遭 受大地 震 时 ， 容 易发 生脆 性 破坏 ， 造成人员伤亡 ； 另一方面， 有一定柔性的结构可以保 证 人 身安 全 ， 但 发 生震灾 后也会 造 成结 构倾 斜 ， 以致 地震后不能维持其功能 ． 建筑结构振动控 制技术将 从根本上克服传统方法的不足 Ｊ ． 近２ ０年来 ， 现代 隔震 技 术在 土 木 工 程 中得 到 了较 大 规 模 的 应 用 Ⅲ ２ ］ ．
４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
２ ． 中国有 色金属 工业第 六冶金 建设有 限公 司，河南 郑 州 摘
要 ：以一幢 ８ 层框 架结构 的隔震建筑和 传统抗 震设 计建筑 的抗震效 果进行 分析 对比 ， 应 用Ａ Ｂ Ｕ Ｑ Ｕ Ｓ软件
建 立框 架计 算模 型 ， 分别采用普通 叠层橡胶 支座（ Ｒ Ｂ ） 和铅 芯橡胶 支座 （ Ｌ ａ Ｂ ） 作为 隔震装 置的基础 隔震 ２ 种隔
框架结构的抗震减震分析
应用减震技术
设置减震支座
在结构中设置减震支座，以吸收地震能量，减轻地震 对结构的影响。
应用阻尼器
在结构中安装阻尼器，以增加结构的阻尼效应，降低 地震响应。
采用隔震技术
在基础和结构之间设置隔震层，以减小地震对上部结 构的影响。
06
CATALOGUE
工程实例分析
工程实例一：某高层建筑
设计采用地震力系数法进行计算，并 考虑了地震烈度、场地类别等因素。
抗震分析
地震危害与影响
地震波及地面震动
地震产生地震波，引发地 面震动，对建筑物和结构 造成破坏。
建筑物倒塌与损毁
框架结构如未经过合理设 计和施工，易在地震中发 生倒塌或严重损毁。
次生灾害
地震可引发火灾、水灾等 次生灾害，对周边环境和 生态造成进一步破坏。
地震作用下的结构响应
地震动位移响应
01
框架结构在地震作用下会产生位移，影响结构的稳定性。
研究目的和方法
通过对框架结构的抗震性能进行分析，为结 构的优化设计和地震防护提供理论支持。
采用理论分析、数值模拟和实验研究等方法 ，对框架结构的抗震性能进行全面评估。
02
CATALOGUE
框架结构概述
框架结构的特点
空间分隔灵活
框架结构能够根据建筑功能需求，灵活地分隔空间。
整体性能良好
框架结构具有较好的整体性和稳定性。
减震结构的分析方法
减震结构的分析方法包括理论分析、数值模 拟和实验研究等，以评估减震装置的性能和 结构的减震效果。
减震结构的评估
评估减震结构的地震响应和性能，以确保其 在地震作用下的安全性和稳定性。
05
CATALOGUE
框架结构的抗震减震措施
基础隔震结构考虑摆动的地震响应分析
收稿 日期 ；０ ７０ —８ ２ ０—５２
作者简介 ： 戴素亮 （９ ２）男 ， １８ 一， 湖南怀化人 ， 硕士生、
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第 ４期
戴素亮 等 ： 基础隔震结构考虑摆动 的地震 响应 分析
移、 速度 和加 速 度 ， ， 为 由 于 结构 底 板 摆 动 引起 的上 部结 构第 层 的相 对 位 移 反 应 、 度 反应 速 和加 速度 反应 ； ， 为 由于结构 平动 引起 的上 主，
摘
要： 上部 结构层 间刚度相对较 小、 垂直荷 载也较 大的 多层 框 架结构 ， 所采 用的 多层橡胶 垫的橡胶 总厚度 较 其
大， 可能产 生明显 的竖向 变形 ， 因而导致 结构摆动． 对基础 隔震 体 系进 行 了平摆 动结构模 型分析 ， 导 了在地震 作 推
用下结构平摆动 的运动方程 ， 采用 Ｍａｌｂ编程 进行计 算机仿 真 分析． 究结果表 明 ， ｔ ａ 研 结构考虑摆 动 时顶层位移反 应与不考虑摆动 时相 差较 大； 结构底板 转动刚度 和隔震层 阻尼对基础 隔震结 构地震响应有 明显影响．
在这种情况下， 隔震结构 的地震反应不仅要考虑结 构的水平振动 ， 而且还要考虑结构 的摇摆振动． 本文
将 研究 基础 隔震 结构 考虑 摆动 的地震 响应．
构筑物． 文献［ ］ ２研究结果表明， 采用隔震措施后 ， 结 构的地震反应 明显减小 ， 同时指出在地震高烈度 区 采用隔震技术设计 中高层建筑 ， 具有 明显的技术经
Ｖｏ ６Ｎ０ ４ Ｌ２ ．
Ａｕ ． ０ ７ ｇ ２ ０
文章编号：０ １４ ７ （ ０ ７ ０ －０ ８０ １０ —３３ ２ ０ ） ４０ ５—４
基础 隔震 结 构 考虑 摆 动 的地 震 响 应分 析
多层钢结构厂房“自震”产生原因及解决措施应用研究—以南通市某五层钢框架厂房项目为例
多层钢结构厂房“自震”产生原因及解决措施应用研究—以南通市某五层钢框架厂房项目为例摘要：钢结构因其质量轻盈、便于运输、施工周期短等优点在民用建筑、工业建筑、市政工程中被广泛应用。
也因为其质量轻、延塑性高等特点，使钢结构建造的房屋更容易受到风荷载，地面震动，雪荷载等外界环境影响，使得建筑物使用的舒适度及安全性大打折扣。
所以，在设计施工前选择正确的结构体系、合理的连接做法，可以在以后的使用过程中避免许多不必要的麻烦。
本文将通过多层钢结构厂房项目具体案例，对多层钢框架“自震”的原因进行分析，并提出最终解决钢框架“自震”的方案。
现场根据我方提供的加固方案对厂房整体进行加固，完成后原先的震感消失，经检测单位检测，改造后的房屋已完全符合国际标准。
现在已经投入正常的生产和使用当中也能满足。
关键词：多层钢框架厂房；自震；原因分析；解决方案引言近几年，随着我国工业进程的蓬勃发展，各式各样的工业厂房出现在人们的视野里。
有些需要无阻碍的操作面积，有些需要很高的操作空间，有些需要重型吊车来吊运物品，有些则需要解决易爆物品的储存。
大跨度、高层高、带吊车、能泄爆等实质性的问题便摆在了广大设计人员面前。
钢结构建筑便可以最好地解决以上的问题。
但是钢结构房屋的种类有很多，性能也各不相。
有门式钢架轻型钢结构厂房、重型钢结构厂房、排架结构厂房、钢框架结构厂房以及格构式钢结构厂房等。
选择正确的结构形式和连接方式，不仅可以节省不少的建设成本，更能在以后的施工、使用中减少很多的问题，避免许多不必要的麻烦。
1、多层钢结构厂房项目概况本项目建设于江苏省南通市如皋港东升石材产业园内，建筑为一栋5层钢框架厂房，以钢结构框架形式为主体结构，主体抗震为七度设防烈度，抗震等级为四级。
基础形式以独立柱下基础和条形墙下基础为主，基础下采用水泥土搅拌桩对地基土进行处理，楼板为混凝土组合楼板。
加固前房屋主体已封顶（外围玻璃幕墙未安装、砖墙未砌筑），房屋一、二层楼面震感不明显，三层及以上的楼面均存在不同程度震感,以上下震动为主要震动方向（经专业机构检测），且震动幅度随着楼层增高而加大，站在楼面有明显震感，房屋体验感很差。
汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策
工程抗震与加固改造２００９年１０月度。
由此可见，部分地区的实际地震烈度已达到本地区设防水准的罕遇地震，部分地区则大大超过当地设防水准的罕遇地震。
从各地的震害看，经过抗震设计的房屋基本上经受住了地震考验。
在中低影响烈度区，如德阳市、绵阳市和广元市，影响烈度虽然已达到设计的罕遇地震，但建筑物基本完好或轻微破坏。
而高影响烈度区，影响烈度达到或超过设计罕遇地震的地区，如都江堰市，有一些建筑倒塌或严重破坏，倒塌建筑分散，没有出现集中大面积倒塌的现象。
在震中区的北川县和映秀镇，地震影响烈度高达１１度，全部倒塌和部分倒塌的建筑数量较多，但仍可看倒数量不少的未倒塌房屋，这些房屋为研究特大地震时房屋的抗倒塌，提供了很好的案例。
在倒塌和严重破坏的结构中，钢筋混凝土框架结构一直是被认为抗震性能较好，因此其破坏倒塌的原因受到结构工程师的格外关注。
本文通过框架结构震害介绍和分析，探讨汶川地震中钢筋混凝土框架产生倒塌和破坏的原因以及解决办法，以期对设计人员有所帮助。
２框架结构震害震区的框架结构用于商业建筑、办公楼、学校教学楼和住宅，总体看框架结构表现良好，特别是高层框架发生倒塌破坏的很少。
如都江堰国堰宾馆为１２层框架结构（图１），地震中结构只是柱头和梁端上有些裂缝，填充墙部分损坏，而它抵御的是８～９度的实际地震烈度。
３。
６层的低层框架的表现不如高层框架，出现了多种破坏类形。
图１都江堰国堰宾馆Ｆｉｇ．１ＧｕｏｙａｎＨｏｔｅｌｉｎＤｕｊｉａｌｉｇｙａｎ２．１框架结构整体倒塌图２为都江堰市完全倒塌的３层框架，调查发现，框架柱截面较小，梁截面较大，同时梁中的配筋明显比柱中配筋大得多（图３）。
图４为底部１—２层倒塌的５层框架结构，该建筑临街，底层层高较高，作为商业用房，比较空旷，２层以上为居民住宅。
图５为６层单跨框架，２～５层近一半倒塌，这种结构形式在２００１年颁布的高规中已明文规定不宜采用。
图２完全倒塌的３层框架Ｆｉｇ．２ＩｎｔｅｇｒａｌＣｏｌｌａｐｓｅｏｆｔｈｒｅｅｓｔｏｒｙｆｒａｍｅ图３倒塌框架梁柱节点Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｃｏｌｕｍｎａｎｄｂｅａｍｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｆｒａｍｅ２．２框架结构产生薄弱层破坏这是本次地震中框架破坏数量较多一种形式。
考虑相邻建筑物碰撞的基础隔震结构的地震反应分析
基金 项 目 ：兰州 交 通 大 学 青蓝 人 才 工 程 资 助 （ Ｌ一 ５—０ Ａ） Ｑ ０ ８
（）Ｈ ｒ — ａ 碰撞单 元模型 ａ ｅｔ ｄｍｐ ｚ
（） Ｈｅｔ ｄ ｍ ｄｌ ａ ｒ —ａ ｐｍｏ ｅ ｚ ｏ ｐ ｃ ｅ ｍｅｔ ｆｍ ａｔ ｌ ｎ ｉ ｅ
（） 结构碰撞模型 ｂ
中图 分 类 号 ：Ｔ ３ ２ Ｕ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
基础 隔震是 用水平 刚度很 “ ” 柔 的隔震元 件 将上 部
轻地 震作 用下碰 撞效应 提供 依据 。
结构与基 础隔离 。隔震 层将 延 长整 个 结构 体 系 的 自振 周期， 同时提供 适 当阻 尼使 结 构 的加 速 度 反 应 大 大 衰 减 ， 而 阻隔地震 能量 向上部结 构传递 。但是在强震 作 从
ｇ ｖ
—
０ Ｆｃ ＝ ０，
ｘ １一ｇ ０ ｖ
（） １
的恒定 相位差 ， 似考 虑 行 波 效应 对 碰 撞 结 构 体 系 的 近
影 响。Ｋ ｚｈｋ ａａ，Ｂ ｕｅＦ ａｕ ｉ Ｋ ｓｉ ｒｃ ．Ｍａ ｏ 调查 研 究 了 ｏ ｉｎ ｓ
１８ ９ ９年 的 Ｌ ｍ ｒ ｔ 震 ， 震 后 调 查 中 包 括 Ｓ ｎ ｏ ａ Ｐｉ ａ地 ｅ 在 ａ Ｆａ ｃ ｃ 、 ａ ｌ ｄ Ｓ ｎａＣ ｕ 和 Ｗａ ｏｖｌ ｒｎ ｉ ｏ Ｏ ｋ ｎ 、 ａｔ ｒｚ ｓ ａ ｔ ｎ ｉｅ的 广 阔 区 ｓ ｌ
（） Ｉ ｐ ｃ ｍ ｄｌ ｂ ｍ ａｔ ｏ ｅ ｏ ｊｃｎ ｕｌｉｇ ｆ ｄａｅｔ ｉ ｎ ｓ ａ ｂ ｄ
图 １ 相邻结构碰撞体系示 意图
一
簧并 联一 个非 线 性 阻 尼 器来 描述 碰 撞 中能 量 的 耗散 ， 也被 称为 改进 的 Ｈ ｒ 模 型 。如 图 １ ａ 所 示 将碰 撞楼 ｅｚ ｔ （） 层简 化为质 点 ｉ 和质 点 ， 碰撞 可发 生在 任何楼 层处 ， ｋ 为碰撞 弹簧 的 刚度 ， ｃ 是非线 性 阻尼 系数 ，Ｄ ｇ 是两 质点 间 的初始距 离 。 由 于碰 撞 ， 两 相 邻 质 点 之 间所 产 生 在
（）Ｈ ｒ — ａ 碰撞单 元模型 ａ ｅｔ ｄｍｐ ｚ
（） Ｈｅｔ ｄ ｍ ｄｌ ａ ｒ —ａ ｐｍｏ ｅ ｚ ｏ ｐ ｃ ｅ ｍｅｔ ｆｍ ａｔ ｌ ｎ ｉ ｅ
（） 结构碰撞模型 ｂ
中图 分 类 号 ：Ｔ ３ ２ Ｕ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
基础 隔震是 用水平 刚度很 “ ” 柔 的隔震元 件 将上 部
轻地 震作 用下碰 撞效应 提供 依据 。
结构与基 础隔离 。隔震 层将 延 长整 个 结构 体 系 的 自振 周期， 同时提供 适 当阻 尼使 结 构 的加 速 度 反 应 大 大 衰 减 ， 而 阻隔地震 能量 向上部结 构传递 。但是在强震 作 从
ｇ ｖ
—
０ Ｆｃ ＝ ０，
ｘ １一ｇ ０ ｖ
（） １
的恒定 相位差 ， 似考 虑 行 波 效应 对 碰 撞 结 构 体 系 的 近
影 响。Ｋ ｚｈｋ ａａ，Ｂ ｕｅＦ ａｕ ｉ Ｋ ｓｉ ｒｃ ．Ｍａ ｏ 调查 研 究 了 ｏ ｉｎ ｓ
１８ ９ ９年 的 Ｌ ｍ ｒ ｔ 震 ， 震 后 调 查 中 包 括 Ｓ ｎ ｏ ａ Ｐｉ ａ地 ｅ 在 ａ Ｆａ ｃ ｃ 、 ａ ｌ ｄ Ｓ ｎａＣ ｕ 和 Ｗａ ｏｖｌ ｒｎ ｉ ｏ Ｏ ｋ ｎ 、 ａｔ ｒｚ ｓ ａ ｔ ｎ ｉｅ的 广 阔 区 ｓ ｌ
（） Ｉ ｐ ｃ ｍ ｄｌ ｂ ｍ ａｔ ｏ ｅ ｏ ｊｃｎ ｕｌｉｇ ｆ ｄａｅｔ ｉ ｎ ｓ ａ ｂ ｄ
图 １ 相邻结构碰撞体系示 意图
一
簧并 联一 个非 线 性 阻 尼 器来 描述 碰 撞 中能 量 的 耗散 ， 也被 称为 改进 的 Ｈ ｒ 模 型 。如 图 １ ａ 所 示 将碰 撞楼 ｅｚ ｔ （） 层简 化为质 点 ｉ 和质 点 ， 碰撞 可发 生在 任何楼 层处 ， ｋ 为碰撞 弹簧 的 刚度 ， ｃ 是非线 性 阻尼 系数 ，Ｄ ｇ 是两 质点 间 的初始距 离 。 由 于碰 撞 ， 两 相 邻 质 点 之 间所 产 生 在
基础隔震结构的隔震效果分析及控制
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抗震防震工程设计专栏ｆ
＆ Ｄｓ ｌＥ ｇ ｅｒ￣ ｍ ｅ ｎｉ ｅｎｒ ｎ ｉ ｌ
【 文章编号】 ０ ７９ ６ （０ ６ ０ ．０ ７０ １０ ．４ ７２ ０ ） ８０２ ．３
基 础 嗝 震 结 构 昀 隔 震 效 果 分 析 及 控 制
的 中高频 成分 ， 降低上 部结 构地震 反应 ， 确保 地震
时 房 屋结 构 和 生 命财 产 安 全 。
Ａｎａｙ ｉ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｔ ｄ ｆＦｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｎ ｒ ｌ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｕ ｄ ｔｏ
２ 基础 隔震 结构动 力分析
对 于基 础 隔 震 结 构 ， 上 部 结 构 的 层 间 刚 度 远 其 远 小 于 隔震 装 置 的水 平 刚 度 ， 地 震 中上 部 结 构 的 则
一 张宇 峰 （ 中元 国际工程设 计研 究院三所， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ９
【 要】 于 系统 的振 动微 分 方程 ， 数值 方 法 求得 隔 震结 摘 基 用
统 抗 震 方 法 不 同 ， 是 通 过 调 整 或 改 变 结 构 的动 力 它 性 能 ， 明显 衰 减 结 构 的地 震 反应 。其 中 比较 成 熟 以
则结构 可简化为一个 单质 点隔震 结构动 力 分析模
型 （ 图 一ｂ ， 且 隔 震 装 置 的 刚 度 和 阻尼 可 近 似 如 ｌ）并 代 表 隔震 结 构 体系 的刚 度 和 阻尼 。
［ ｅ ｗ ｒｓｂ ｓ ｉ ｌｔ ｎｉ ｌ ｉ ｃ ｎ ｏ； ｃｌｒｔ ｎ ｅｃ ｏ Ｋ ｙ ｏｄ Ｉ ａｅｓ ａｉ ；ｏａ ｏ ｏ ｔ ｌ ｃｅｅａ ｏ ｒａｔ ｎ ｏ ｏ ｓ ｔｎ ｒ ａ ｉ ｉ
．． ．
１ 引言
抗震防震工程设计专栏ｆ
＆ Ｄｓ ｌＥ ｇ ｅｒ￣ ｍ ｅ ｎｉ ｅｎｒ ｎ ｉ ｌ
【 文章编号】 ０ ７９ ６ （０ ６ ０ ．０ ７０ １０ ．４ ７２ ０ ） ８０２ ．３
基 础 嗝 震 结 构 昀 隔 震 效 果 分 析 及 控 制
的 中高频 成分 ， 降低上 部结 构地震 反应 ， 确保 地震
时 房 屋结 构 和 生 命财 产 安 全 。
Ａｎａｙ ｉ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｔ ｄ ｆＦｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｎ ｒ ｌ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｕ ｄ ｔｏ
２ 基础 隔震 结构动 力分析
对 于基 础 隔 震 结 构 ， 上 部 结 构 的 层 间 刚 度 远 其 远 小 于 隔震 装 置 的水 平 刚 度 ， 地 震 中上 部 结 构 的 则
一 张宇 峰 （ 中元 国际工程设 计研 究院三所， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ９
【 要】 于 系统 的振 动微 分 方程 ， 数值 方 法 求得 隔 震结 摘 基 用
统 抗 震 方 法 不 同 ， 是 通 过 调 整 或 改 变 结 构 的动 力 它 性 能 ， 明显 衰 减 结 构 的地 震 反应 。其 中 比较 成 熟 以
则结构 可简化为一个 单质 点隔震 结构动 力 分析模
型 （ 图 一ｂ ， 且 隔 震 装 置 的 刚 度 和 阻尼 可 近 似 如 ｌ）并 代 表 隔震 结 构 体系 的刚 度 和 阻尼 。
［ ｅ ｗ ｒｓｂ ｓ ｉ ｌｔ ｎｉ ｌ ｉ ｃ ｎ ｏ； ｃｌｒｔ ｎ ｅｃ ｏ Ｋ ｙ ｏｄ Ｉ ａｅｓ ａｉ ；ｏａ ｏ ｏ ｔ ｌ ｃｅｅａ ｏ ｒａｔ ｎ ｏ ｏ ｓ ｔｎ ｒ ａ ｉ ｉ
．． ．
１ 引言
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Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ７
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ — ８ ４ １ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ － ０ ０ ９ １ － ０ ８
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ２ ２ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２— ８ ４ １ ２ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ １ ４
构三维有限元模型 ， 并 运用 动力 时程 分析 法对 两种 模 型 进行 、 ｙ 、 ｚ三 个 方 向 的地 震 动 力 反 应 分 析 。 分析 结 果 表 明 ： 基 础 隔 震
后 多 层 钢 框 架 结 构 的 水 平 地 震 反 应 明 显 低 于 非 隔 震 结 构 。其 上 部 结 构 的 自振 周 期 显 著 延 长 ， 层 间剪力大 大减小 ， 层 间相 对 位 移和楼层加速度远小于非隔震结构 ， 上 部 结 构 基 本 呈 现 整体 平 动 状态 。但 基 础 隔 震 结 构 的 竖 向 加 速 度 反 应 有 可 能 增 大 ， 设 计
Ｔｈ ｅ ｎ ａ ｔ ｕｒ ａ ｌ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕｐ ｐｅ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕｒ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｍａ ｒ ｋａ ｂ ｌ ｙ ｐ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎｇ ｅｄ， ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ， ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｙ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｙ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｆ ａ ｒ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈａ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｎ— ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕｒ ｅ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｕ ｐｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｔｉ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ｅ — ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍａ ｙ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｈｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｐａ ｙ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｔ ｔ ｅ ｎｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： Ｋｅ ｙ：ｆ ｉｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ； ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ； ｂａ ｓ ｅ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｔ ｉ ｍｅ— ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ； ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎ ｓ ｅ Ｅ－ ｍ ａｉ ｌ ： ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ． ｇ ｕ ｏ ＠ ｓ ｔ ｕ． ｎ ｃ ｗｕ． ｅ ｄｕ． ｃ ｎ
基 础 隔震 多层 钢 框 架 结 构 地 震 反 应 分 析
唐 克 东 ，郭祥 程 ，范程 程 （ 华北水 利水电大学， 河南 郑州４ ５ ０ ０ １ １ ）
［ 提 要］ 基于有限元理论和动力学原理 ， 采 用 大 型 有 限元 分 析 软 件 Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ ０ ０建 立 多层 钢 框 架 房 屋 的 非 隔 震 和 基 础 隔 震 结
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｆ ｉｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｉｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｎｏ ｎ － ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ — ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ａ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ａ ｒ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｅ ｄ ｂ ｙ Ｓ ＡＰ２ ０ ００ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎｓ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｘ ，Ｙ ａ ｎｄ Ｚ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｗｏ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｉ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ｂ ｙ ｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｔ ｉ ｍｅ— ｈｉ ｓ ｔ ｏ ｙ ｒ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｕｐ ｐｅ ｒ
ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ’ Ｓ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｅ ａ ｒ ｔ ｈｑ ｕ ａｋ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂａ ｓ ｅ — ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｎｔ ｌ ｙ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ｏ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｎ— ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ．
第３ ９卷 第 ３期
２ ０ １ ７年 ６月
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Ｖｏ Ｌ ３９． பைடு நூலகம்ｏ ． ３
Ｅａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｒｅ ｔ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
Ｋｅ － ｄ ｏ ｎ ｇ， Ｇｕ ｏ Ｘｉ ａ ｎ ｇ－ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ，Ｆａｎ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ— ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ
（ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ １ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中应引起注意。
［ 关键词 】 有 限元 法 ； 多层钢框架结构 ； 基 础 隔震 ； 动力时程分析 ； 地震 反应 ［ 中 图分 类 号 】 Ｔ Ｕ ３ ５ ２ ． １ ２ ［ 文献标识码 ］ Ａ
Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｒｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｂａ ｓ ｅ Ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ － ｌ ａ ｙ ｅ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｆｒ ａ ｍｅ Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ