隔震、减震结构计算与分析
某隔震建筑性能化设计与抗震分析
0 引言近年来，为了研究加强新建建筑物的抗震性能，郭震等[1]对结构在多遇地震作用下的整体抗震性能进行分析，考虑采用主、次波双向地震作用加载的方式，对结构进行弹性时程补充分析和设防地震作用下结构关键构件的抗震性能验算。
陈志鹏[2]认为框架结构由于其结构体系的限制，存在刚度较弱、抗震性能较差、跨度较小等缺点，并通过使用空腹夹层板和网格式框架，在大幅度提高了结构跨度的同时，降低了水平构件的高度，并且其抗震性能、耗能能力、刚度均相较于传统框架结构大幅度提升。
赵国臣等[3]根据性能化抗震设计方法等内容，利用多种软件进行小、中、大震作用下的分析和设计，补充时程分析等，提出了适用于我国抗震设计规范的位移设计谱方法。
白虎林[4]在抗震性能研究基础上，发现抗震设计十分重要，建筑高度、建筑材料、地质情况等都是影响抗震设计效果的重要因素，要持续改进和完善抗震设计，落实科学专业的抗震方案。
本文在此基础上，并结合实际工程案例，创新性地总结了7种工况地震波的选择、隔震装置的布置等方面，依据多遇地震，罕遇地震结构弹塑性计算，以及建筑中楼板构件的性能设计，提出了该建筑的设计思路并进行了抗震性能分析，为今后此类隔震建筑的设计提供了参考。
1 工程概况本文结合某老年康养中心实际工程案例，工程结构主体为现浇混凝土框架结构，老年康养中心分为两个单元，其中一单元地上七层，地下一层，嵌固部位为地下室顶板，一单元整体高度为24.7m，长度为34.8m，宽度为12.6m，基础类型为桩基础，如图1所示。
隔震缝设置在老年康养中心两个单元之间的位置。
2 结构整体计算分析2.1 结构分析软件结构分析采用了PKPM V13版和有限元软件ETABS19.1.0（研发时间为2021年7月15日）。
符合现行国家标准、规范的要求。
在PKPM V13版减隔震模块（GZ）中做整体建模计算，分别建立中震隔震、中震非隔震、大震隔震三个子模型，计算内容包括设防地震下的结构构件配筋，罕遇地震下的弹塑性分析模型采用有限元软件ETABS（2019版）进行时程分析，计算内容包括支座水平位移，支座拉压应力及罕遇地震下的层间位移角[5-6]。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用
分析建筑结构隔震技术的研究和应用建筑结构隔震技术是指通过一定的设计和结构改造手段，使建筑能够在发生地震等外部振动作用时，降低结构受力，减小地震损害，从而增强建筑结构的抗震性能。
隔震技术的研究和应用对于提高建筑结构的抗震能力、减少地震灾害具有非常重要的意义。
本文将分析建筑结构隔震技术的研究现状和应用情况，并探讨其未来发展趋势。
一、建筑结构隔震技术的研究现状建筑结构隔震技术是20世纪60年代中期提出的抗震结构新概念。
早期的隔震技术主要是基于减震和隔震理论，通过设置减震器、隔震支座等装置，来降低地震振动对建筑结构的影响。
随着科学技术的不断发展和进步，建筑结构隔震技术也得到了很大的突破和进展。
目前，隔震技术的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 防震设计理论和减震技术的改进：通过对地震波动的分析和理解，对隔震支座、减震器等装置的设计和制造进行改进，以提高其抗震性能和可靠性。
2. 多学科交叉研究：隔震技术的研究不仅需要结构工程领域的专业知识，还需要涉及土木工程、地震工程、材料科学、机械工程等多个学科领域的专业知识。
多学科交叉研究成为隔震技术研究的一个重要趋势。
3. 隔震技术的数值模拟和实验研究：通过数值模拟和实验研究，可以更加深入地了解隔震技术在不同条件下的工作原理和性能特点，为隔震技术的实际应用提供科学依据。
二、建筑结构隔震技术的应用情况隔震技术已经在世界范围内得到了广泛的应用，并取得了显著的效果。
在日本、美国、中国等地，都建造了大量采用隔震技术的建筑。
这些建筑在地震发生时，能够有效地减小结构受力，降低地震破坏，为人们的生命和财产安全提供了有力的保障。
在中国，隔震技术也得到了广泛的应用。
以北京大学陈天华教授的领衔的隔震技术团队为例，他们的隔震支座在北川汶川地震中发挥了重要作用，降低了建筑结构的震害程度，得到了极大的成效。
中国还建造了一系列地震隔震示范工程，如北京全国地震科技示范工程、宁夏隔震建筑示范工程等，这些示范工程在实际应用中积累了大量的宝贵经验，推动了隔震技术的发展和成熟。
隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定
本 工程 使 用 有 限元 软 件 Ｅ Ｔ Ａ Ｂ Ｓ建立 隔 震与 非 隔震 结 构模 型 ，并 进行 计 算 分 析 。Ｅ Ｔ Ａ Ｂ Ｓ具有 强 大 的线 性 与 非线 性动 力 分 析 功 能 ， 其 中连接 单元能够准确模拟橡 胶隔震支座。 本结构模型接力 Ｐ Ｋ Ｐ ￣ ［ 建模
骤
【 关键词 】隔震 ；时程分析 ；水平 向减震 系数 ；抗震措施
随着 隔 震 理 论 和 技 术 的研 究 推 广 ，隔 震 设 计 已逐 渐 应 用 在 一 些 重要的建筑上 ，并经受住地震 的考验 。隔震体系通过延长结构的 自 振周期 ，能够减小结构 的水平地震作用 ，从而减轻或消除结构和非 结 构 的地 震 损 坏 。 隔震体 系由隔 震层 （ 包括隔震支座 ） 、隔震层以上结构 和以下结 构组成 。隔震体 系的计 算，一般采用 时程分 析法 。隔震体 系的计 算 简 图 ，应 增 加 由 隔 震支 座 及 其 顶 部梁 板 组成 的 质 点 ； 当 隔 震 层 以 上 结 构 的质 心 与 隔 震 层 刚 度 中 心 不 重 合 时 ， 应 计 入 扭 转 效 应 的 影 响 。 隔 震 层顶 部 的粱 板 结 构 ，应 作 为 其 上 部 结 构 的 一 部 分 进 行 计 算 和 设
力不 应 小 于 振 型 分解 反 应 谱 法 计 算结 果 的 ６ ５ ％ ， 多条 时程 曲线 计 算 所得 结构底 部剪 力的平 均值不应 小于振 型分解 反应 谱法计 算结果的
８ ０ ％ 。 时 程 分 析 计算 结 果宜 取 包络 值 。
临沧市青华医院外科楼位于云南省临沧市 ，抗震设 防烈度 ８度 （ ０ ． ２ ０ ｇ ） ，设计地震分组第三组，场地类 别 Ｉ Ｉ 类 ，特征周 期 ０ ． ４ ５ ｓ 。 采用钢筋混凝土框架剪力墙结构 ，一层地下室 ，塔楼十七层 ，隔震 层设在一层 以下 ，塔楼 总高度 ６ ７ ． ７ ０ ０ ｍ ，平面宽度 ２ １ ． ６ ０ ０ ｍ ，高宽 比 约为 ３ ． １ ３ 。抗震设 防类别属重 点设 防类。
建筑结构隔震减震原理技术
浅析建筑结构隔震与减震原理及技术[提要]：本文介绍了建筑结构地震反应机理与评价，也对减隔振系统模型与分析计算方法进行了论述，对建筑抗震理论研究及设计提供了借鉴的意见。
[关键词]：建筑抗震；结构隔震；减震原理tu352.11、引言建筑结构减振防灾关键技术是利用控制理论的基本思想，通过在建筑结构上附加隔减震装置，通过对地震、强风等动力作用的抑制和利用，实现提高建筑结构综合防灾能力，保障人民生命和财产安全，减轻和避免地震等自然灾害对建筑结构损伤作用的目的。
2、建筑结构地震反应机理与评价2.1、在不同服役期内结构抗震设防水准的简化计算方法（1）我国现行建筑抗震设计规范以50年为设计的基准期，要求结构在此期间满足具备正常的服役性能。
显然这种标准服役期是针对大多数普通建筑物而言的，不同的建筑物所要求的服役期长短可能会有所不同。
（2）关于抗震设防烈度和对应的地震重现期的规定以“中震”烈度为基础来确定“小震”和“大震”对应的烈度。
“小震”和“大震”的概率含义实际是平均意义上的一种人为的约定，对于给定的地区或场地，如果明确规定“小震”和“大震”的重现期分别为50年和1975年，相应的烈度就不能保持比“中震”减小1.55度和“大震”增加1.00度；反之，如果“小震”和“大震”明确为比“中震”减小1.55度和增加1.00度，相应的重现期就不能保持为50年和1975年，这是抗震设计规范中设防水准概率含义中存在的不明确的一方面。
（3）目前抗震设防标准中的“三水准二阶段”设计，名义上以“小震”时的抗震强度验算为主要对象，由于其概率水准并不是“小震”时的实际值，而是发生基本烈度地震的概率水准，因此是在一定延性要求之下对基本烈度地震的验算。
工程界迫切希望有一个简单的抗震设防水准估计方法，以便了解设防烈度随服役期的变化规律，因此本项目假定“小震”和“大震”的概率定义是确定的，与“中震”相比其烈度差异在平均意义上分别为-1.55和+1.00度(对9度区为+0.50度)。
2024年建筑结构抗震分析与减震控制学习心得（2篇）
2024年建筑结构抗震分析与减震控制学习心得2024年建筑结构抗震分析与减震控制是我在大学期间的一门重要专业课程。
通过学习和实践，我深刻认识到了抗震设计在保护建筑物和人们生命财产安全方面的重要性。
以下是我对这门课程的学习心得。
首先，这门课程让我更加深入地了解了地震灾害对建筑物的影响以及抗震设计的原理和方法。
我们学习了地震波的基本性质、地震荷载的计算方法，以及材料和结构在地震中的响应机理。
通过学习这些基础知识，我能够更好地理解抗震设计的目标和要求。
同时，我们还学习了各种抗震设计的原理和方法，如增加结构刚度、加固和改造现有结构、采用减震控制技术等。
这些知识对于我未来从事相关工作具有重要意义。
其次，这门课程还培养了我分析和解决问题的能力。
在课堂上，我们不仅学习了理论知识，还进行了大量的实例分析。
通过参与实例分析，我学会了如何快速准确地了解一个建筑物的结构形式和设计参数，并判断其抗震性能。
同时，通过解决实例中的问题，我也积累了一定的实践经验，提升了自己的解决问题的能力。
这对我今后从事实际工作非常有帮助。
另外，这门课程还注重培养学生的实践能力。
我们参观了一些地震风险较高的建筑物，实地调查了其结构形式和材料特性。
通过这样的实践活动，我更加直观地感受到了地震对建筑物的破坏性，并对实际工程中的抗震设计有了更深入的认识。
同时，我们还使用专业软件进行了一些抗震设计的计算和分析。
通过这些实践操作，我掌握了一些常用工具和方法，提高了我的抗震设计能力。
最后，这门课程注重培养了我们的团队合作和沟通能力。
在课堂上，我们经常组成小组进行项目设计和分析。
通过与同学的合作，我学会了尊重他人的意见并协调不同意见之间的矛盾。
同时，在小组讨论中我也学会了更好地表达自己的观点和听取他人的建议。
这些团队合作和沟通的能力对于我今后的职业发展非常重要。
总的来说，2024年建筑结构抗震分析与减震控制是一门非常重要的专业课程。
通过学习和实践，我不仅深化了对抗震设计的理解，还提高了自己的问题分析和解决能力。
隔震、减震结构计算与分析——理论依据
把方程(1.2a)至(1.2c)带入方程(1.1)，然后前乘 ，产生以下 N 个矩阵方程：
T
t dY t 2 Y t p g t IY j j
j 1
J
(1.4)
其中 p j
T
f i 并定义为荷载函数 j 的模态参与系数。 pnj 项与第 n 个振型相关。注意对于每个
对于间隔内的线性荷载
2
3
(1.11)
0 R i 0 R i
Ri Ri 1 R i 1 t
对于间隔内的三次曲线
是指定的 其中 Ri 和 R i
6 R R 2 R 2R R i i i 1 i 1 i t 2 t
Ri Ri 1 R t
图 1.1 模态荷载函数
根据线性微分方程的基本理论，方程(1.11)的通解是一个齐次解和一个特解的和，并且为下列形 式：
yt b1S t b2C t b3 b4t b5t 2 b6t 3
与此解相关的速度与加速度为：
t 2 y t 2 yt Rt y
(1.10)
STRAT V7.0 隔震、减震计算与分析
求解的微分方程为下列形式：
t R t t 2 y t 2 yt Ri 1 tR y R i 1 i 1 i 1 2 6 Rt Ri 1 tR i 1 t 2 t 3 Ri 1 R ，在间隔 i 1 到 i 2 6
t Cu t Kut F t f j g j t u
j 1
J
(1.1)
所有可能的时间相关荷载类型（包括风、波浪和地震）可以表示为 J 空间向量 f j （该向量不 是随时间变化的函数）之和以及第 j 时间函数 g j t 。 动力自由度的数量等于系统中集中质量的数量。许多出版物主张在求解方程(1.1)前，通过静力 凝聚消除所有无质量位移。静力凝聚法减少了所要求解的动力平衡方程的数量；然而，它明显增加 了凝聚后刚度矩阵的密度和带宽。在建筑结构中，每个隔板只有三个集中质量，这种方法很有效并 应用于建筑分析程序中。 然而，对于任意结构系统的动力求解，消除无质量位移法通常在数值上并不是有效的。因此， 现代版本的 SAP 程序不使用静力凝聚以保持刚度矩阵的稀疏性。
建筑结构设计中的隔震减震措施
建筑结构设计中的隔震减震措施摘要：在经济飞速发展的今天，我国对于房屋建筑结构的抗震性能提出了更高的要求，尤其底层墙体为甚，或某边纵向无墙房屋建筑等。
如下层是车库或商铺等房屋建筑，这类建筑具有同样的特征，也就是要求底层有更大的利用空间，需大量开孔，造成了纵向抗侧刚度的非均匀分布，与此同时，水平方向的抗侧刚度亦存在这种现象。
关键词：建筑结构；隔震减震；措施引言地震灾害在某些区域会频繁发生，根据调查内容分析能够知晓地震造成的经济损失较大，人员伤亡情况极为严重。
在一系列的损失中，很多是因为建筑自身结构不稳定而产生坍塌所造成的。
所以，建筑领域工作人员应该在执行任务的时候思考如何提升建筑结构的稳定性，降低地震所造成的经济损失，这是极为直观的手段。
在经历地震灾害后我国人民对房屋建筑本身的抗震性提出了更多的要求，人们的抗震意识也在此基础上得到了显著提升。
这就需要相关技术人员知晓提升建筑抗震性能的重要价值，根据建筑工程地区的实际情况做好施工布置工作，在设计楼房结构的时候进行深层次的思考，真正提升建筑物本身的抗震性，这样既能够保证我国人民群众的生命安全，也能够促进社会的健康发展1建筑结构设计中的隔震减震的重要性地震地质灾害对人民生命财产造成了严重的威胁，尽管随着科技水平的不断进步，人们可以合理地预测地震发生，科学地预防与控制地震，但还是给建筑带来了一些冲击。
所以在进行建筑结构设计时，要处理好地基基础的结构，材料问题、在结构上作出了合理规划和加工，增强建筑物抗震能力，在地震中减少损失。
建筑结构设计在建筑施工中占据着重要地位，其对象为建筑结构，材料、对施工工艺作出了科学规划，确保结构安全可靠等，还提供了施工方案，使得施工工作能够顺利开展。
建筑结构设计时，对结构进行抗震设计，就是要保证建筑在地震中安全，避免坍塌、损坏和其他严重问题，增加了居民居住安全性，减少不应有的损失。
2地震对于建筑物本身的影响地震波以体波和面波的形式存在。
10.1 结构隔震与消能减震设计基础知识
概述
结构隔震与消能减震设计基础知识
• 10.1 结构隔震概念 • 10.2 结构消能减震概念
结构隔震概念
结构基础隔震体系是在上部结构物底部与基础顶面（或底部柱顶）之间设置隔震层而形成的 结构体系，隔震装置多采用橡胶隔震支座，具有很强的垂直支持力和水平方向保持橡胶柔性 的特点。 较大程度地减少了上部结构的地震作用，其变形集中在隔震层，上部结构基本上呈现刚体运 动的特点
抗震结构
隔震结构
楼层
位移
结构隔震概念
• 隔震结构的减震机理
典型地震动的卓越周期约为0.1-1.0s，自振周期为0.1-1.0s的中低层结构在地震 时容易发生共振而遭受破坏。隔震系统通过减少结构刚度使得结构自振周期 增大（通常大于2s），从而避开地震动卓越周期，较大程度地减少了上部结 构的地震作用，从而达到隔震的目的。 隔震结构通过延长结构的自振周期，减少作用在上部结构的地震作用，但隔 震层的位移会显著增大
第十章 结构隔震与消能减震设计基础
知识
概述
如何抗震？
1. 地震作用的计算
抗力>地震作用
2. 结构分析
3. 抗震设计要点——概 念设计与构造措施
保证强度、变形能力； 考虑常遇地震、罕遇地 震情况。
抗震新技术
传统的抗震方法——提 高强度，增加刚度
减少结构的地震 输入； 防止局部地震作 用放大。
新技术——着眼于减少 地震作用
结构隔震概念
规范反应谱
1994年北岭地震记录 相当于三类场地 加速度峰值35gal
结构隔震概念
• 隔震层系统的特性
（1）承载特性：竖向强度、刚度； （2）隔震特性：正常使用时保持 弹性，中强地震时为柔性； （3）复位特性：震后回复到初始 状态 （4）耗能特性：具有较大的阻尼， 地震时耗散能量
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STRAT V7.0 隔震、减震结构计算与分析
STRAT V7.0 隔震、减震结构计算与分析
目 录
一、隔震、减震构件设置步骤.............................................................................................................. 1
软钢阻尼建模方法 ............................................................................................................ 7 软钢阻尼设置方法 ............................................................................................................ 7 软钢阻尼参数设置要点 .......................................................................................................... 7 工程实例 ............................................................................................................ 8 1）工程概况 ........................................................................................................................... 8 2）设置软钢阻尼器 ............................................................................................................... 8 3）计算结果对比 ................................................................................................................... 9 .................................................................................................................. 10
4、屈曲约束支撑
4.1 软钢阻尼输入 .......................................................................................................... 10 4.2 直接建模 .......................................................................................................... 10 4.3 工程实例 .......................................................................................................... 11 1）工程概况 ......................................................................................................................... 11 2）设置屈曲约束支撑 ......................................................................................................... 11 3）计算结果对比 ................................................................................................................. 12 5、橡胶支座 .................................................................................................................. 13 .......................................................................................................... 13 .......................................................................................................... 14
5.1 橡胶支座建模方法 5.2 橡胶支座设置方法
பைடு நூலகம்
I
STRAT V7.0 隔震、减震结构计算与分析
5.3 橡胶支座参数 .......................................................................................................... 14 1）基本参数 ......................................................................................................................... 14 2）轴压性能 ......................................................................................................................... 14 3）剪切性能 ......................................................................................................................... 14 5.3 工程实例 .......................................................................................................... 14 1）工程概况 ......................................................................................................................... 15 2）设置橡胶支座 ................................................................................................................. 15 3）计算结果对比 ................................................................................................................. 16
梁与斜撑间水平连接 ............................................................................................................ 1 单斜撑斜向连接 ............................................................................................................ 2 双斜撑斜向连接 ............................................................................................................ 2 粘滞阻尼设置方法 ............................................................................................................ 3 粘滞阻尼参数 ............................................................................................................ 3 1）附加阻尼 kN/(m/s)............................................................................................................ 3 2）附加弹性杆(kN,m) ........................................................................................................... 3 3）连接方式 ........................................................................................................................... 4 2.6 二力杆设置方法 ............................................................................................................ 4 2.7 工程实例 ............................................................................................................ 4 1）工程概况 ........................................................................................................................... 4 2）设置粘滞阻尼器 ............................................................................................................... 5 3）计算结果对比 ................................................................................................................... 6 3、软钢阻尼 3.1 3.2 3.3 3.4 .................................................................................................................... 7