隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析
隔震减震
基础隔震技术和层间隔震技术是建筑结构 减震防灾的有效手段。 减震防灾的有效手段。
隔震系统回顾
基础隔震的概念早在19世纪已有人提过， 基础隔震的概念早在19世纪已有人提过，广义的隔震方案则更是 19世纪已有人提过 源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层； 源渊流长，如北京故宫就设有糯米加石灰的柔性减震支座层；现代的 基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多， 70年代 基础隔震理论和实践开始于上世纪70年代，基础隔震方案很多，下面 作简单介绍 1.早期隔震技术 河合浩藏的“地震时不受大震动的结构 ” 右图是1891年河合浩藏的“ 右图是1891年河合浩藏的“地震时 1891年河合浩藏的 不受大震动的结构” 不受大震动的结构”。其隔震思路是在 地基上并排铺设了数层圆木， 地基上并排铺设了数层圆木，并且把建 筑物周围挖空， 筑物周围挖空，从而地震时可对上部建 筑起到隔震
橄榄景医院（抗震结构） 橄榄景医院（抗震结构）
一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震 级地震， 一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了 级地震，震源距离 汕头市约200公里，汕头市烈度为 度，各类房屋摇晃厉害，居民惊 公里， 汕头市约 公里 汕头市烈度为6度 各类房屋摇晃厉害， 惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右 左右……而陵海路隔震楼上的人并没 惶失措，水桶里的水溅出了 左右 而陵海路隔震楼上的人并没 有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。 有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。
隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定
隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定【摘要】介绍采用时程分析法进行隔震设计的计算分析，论述如何通过水平向减震系数来计算隔震层以上结构的水平地震作用和判定是否需考虑竖向地震作用，以及如何确定隔震层以上结构的抗震措施。
通过工程实例着重对时程分析法的应用和水平向减震系数的计算进行分析，以便直观地理解隔震设计的计算方法和基本步骤。
【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。
隔震层顶部的梁板结构，应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。
1 采用时程分析法进行隔震设计的计算分析采用时程分析法计算隔震与非隔震结构时，输入地震波的反应谱数量可取三组、七组或七组以上，应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，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80%。
时程分析计算结果宜取包络值。
2 水平向减震系数和隔震层以上结构地震作用的确定隔震层以上结构的水平地震作用可根据水平向减震系数确定，隔震后的水平地震影响系数最大值可按下式计算，=式中，为水平向减震系数，对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值；对于高层建筑，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值；为非隔震的水平地震影响系数最大值；为调整系数，一般橡胶支座取0.80。
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用摘要：地震灾害在世界各地频繁发生，严重地破坏了人们的生命财产安全，威胁着人类生存和发展。
因此，抗震设计是每个建筑设计人员的重要内容之一，随着人们对地震破坏规律认识的逐渐提高，多种抗震措施也在实际工程中运用，其中隔震减震技术是当前世界各国的研究热点之一，在传统的建筑结构设计中，设计人员需要考虑建筑结构设计是否满足抗震设防要求，在新形势下，为降低地震灾害带来的损失，抗震性能成为了建筑结构设计的重要指标。
本篇文章主要对隔震减震控制技术进行了介绍，分析隔震减震控制技术在建筑结构设计中的重要性，探究隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用，以提高设计人员对隔震减震控制技术的认识。
关键词：隔震减震控制技术；建筑结构设计；应用；探究一、隔震减震控制技术概述隔震减震控制技术是近年来发展起来的一种新的结构抗震技术，主要包括在建筑结构中设置隔震层、在建筑结构中设置阻尼器和其他的控制装置，以减小地震作用下建筑物的位移和内力。
隔震减震技术是通过改变建筑结构的固有特性而达到隔震、减震目的，并不会改变建筑结构本身的刚度和强度。
隔震减震技术的优点主要体现在以下几个方面：（1）可以有效降低建筑物的地震反应，减少地震带来的危害；（2）可以大幅度减少地震给建筑物带来的破坏，特别是对高层建筑物具有更为显著的作用；（3）可以减轻由于房屋遭受强烈地震而造成的巨大经济损失。
（4）隔震减震技术是一种有效、可行和安全的减少建筑物地震破坏损失、提高建筑物抗震性能的方法。
从我国目前对隔震减震控制技术在建筑结构中应用的研究现状看，隔震减震控制技术还在不断总结提高阶段，对一些隔震减震的方法还要进一步的研究和分析，比如隔震层设计的位置、阻尼器受力是否合理、隔震支座制作工艺是否完善、隔震结构分析软件是否符合实际情况等。
虽然目前还有不少问题亟待解决，但随着对隔震层研究深入和技术发展，以及抗震设计规范修订工作的进行，隔震减震技术在我国建筑结构中将会有更为广泛和重要的应用[1]。
建筑结构设计中的隔震减震措施探讨
建筑结构设计中的隔震减震措施探讨摘要：地震是地壳移动快速释放能量过程中造成的振动，强大的地震波对建筑物而言是一场无法避免的灾难，建筑物的隔震减震措施越来越重要。
本文阐述了建筑减震隔震措施的基本原理，并对目前建筑结构减震技术措施及隔震技术措施进行了分析，可以看出随着社会的进步及科技的发展，建筑结构的减震隔震措施正逐步完善，具备更强的适应性及耐久性。
关键词：结构设计、建筑隔震、建筑减震1引言我国处于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，是一个地震频发的沿海国家，受到太平洋板块、印度板块及菲律宾海板块的挤压；特别是汶川大地震后，给人们的生活带来了极大的不利影响，给社会经济带来了巨大的破坏，由此，抗震问题越来越受到人民的关注，采用合适的抗震设防措施来增加建筑物的抗震性能是建筑工程结构设计过程种的重要内容。
现阶段，我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）中对建筑结构的抗震性能有明确的规定，即大震不倒、中震可修、小震不坏，为实现“三个水准”的设防目标，国内学者及有关主管部门在建筑结构抗震方面进行了大量的研究工作，归纳总结了较多的抗震设计原则，例如：适当把控建筑结构刚度、允许地震时建筑物处于非弹性状态、允许建筑物地震时出现裂缝等，即达到增加结构延性、实现裂而不倒的目标。
根据我国几十年来的结构抗震实践证明，传统的设计原则基本可行，当遇小震、中震时尚可保障建筑结构的安全性，当遇到超出本地区抗震设防烈度的地震时，结构的安全就无法得到较好的保障，因此，部分处于地震断裂带附近的城市将学校、医院等公共服务设施的抗震设防烈度在本地区基本烈度的基础上适当的提高。
当传统的抗震设计原则无法满足现代的抗震要求时，隔震减震技术应运而生。
2建筑减震隔震基本原理隔震是指在建筑物基础、下部及上部结构之间设置具有整体复位能力的隔震层，从而达到延长结构自振周期、减小水平地震作用的功能。
隔震技术多用于高层建筑中，可降低40%~80%的地震作用，特别是在高烈度地区效果最为明显，但是隔震技术属于半主动抗震技术，施工时预制在建筑物结构中，构造要求较高且做法复杂，不易更换，后期需要进行适当的维护。
隔震层的名词解释
隔震层的名词解释隔震层是指建筑物或桥梁结构中的一种重要设计元素，旨在减少外部震动对建筑物或桥梁的影响。
隔震层通常由特殊的隔震装置组成，可以减少地震、风力、交通振动等外部力的传递，保护结构及其内部的人员和设备免受震害。
本文将深入探讨隔震层的工作原理、类型和应用范围，以及隔震层在现代建筑和桥梁工程中的重要性。
隔震层的工作原理是基于两个基本原则：首先，通过隔离地震或其他外部振动源与结构本体之间的接触，隔震层可以缓冲和储能，从而减少振动的传递。
其次，隔震层还能够改变结构的特性响应频率，将其调整至远离地震波频率范围内，从而削弱外部振动对结构的影响。
目前，隔震层主要分为主动隔震层和被动隔震层两种类型。
主动隔震层依靠主动控制系统，通过实时监测和调整装置的工作状况，减少外部振动对结构的影响。
被动隔震层则是利用特殊材料和结构安装方式，如橡胶垫、钢球和液体阻尼器，来实现隔离效果。
这两种类型的隔震层各有优点和适用场景，实际应用中需要根据结构特点和预期效果做出选择。
隔震层在建筑领域中的应用已经变得十分广泛。
在高层建筑中，由于地震活动和风力等因素的存在，结构的抗震要求越来越严格。
而隔震层作为一种新型的抗震技术，能够有效地保护建筑物的结构完整性，提高人员安全性。
隔震大楼，例如日本的东京塔或美国的沃尔特迪斯尼教室楼，都是隔震层技术的成功应用案例。
此外，隔震技术还在桥梁工程中得到了广泛应用。
通过将隔震装置嵌入桥墩和桥面之间，可以大大降低交通振动对桥梁的影响，提高桥梁的使用寿命和安全性。
尽管隔震层在建筑和桥梁工程中的应用效果已经得到充分验证，但其使用也存在一些约束因素。
首先，隔震层的成本相对较高，特别是对于大型结构来说。
其次，对于一些传统建筑和桥梁，加入隔震层需要进行结构改造，可能会面临一定的技术和设计难题。
此外，隔震装置的维护和检修也是一个挑战，需要定期进行检测和维护。
综上所述，隔震层作为一种重要的抗震设计手段，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
层间隔震技术评述
层间隔震技术利用的是地震波在不同介质之间传播时产生的反射和透射现象。 当地震波通过隔震层时，由于材料的阻尼和弹性性质，地震波的能量得到消耗和 减弱，从而减小了对上部结构的影响。此外，隔震层的水平刚度较低，可有效降 低结构在地震作用下的位移和加速度，提高结构的抗震性能。
在实际应用中，层间隔震技术具有以下优点和不足。优点方面，首先，该技 术可显著提高结构的抗震性能，有效降低地震引起的结构破坏。其次，层间隔震 技术适用于各种类型的结构，如高层建筑、桥梁、厂房等，具有广泛的应用前景。
四、实践经验层间隔震体系在国 内外已有许多成功应用的案例
五、总结本次演示对层间隔震体 系的理论研究进行了详细探讨
参考内容二
引言
层间隔震体系是一种有效的地震工程策略，通过在建筑物楼层之间设置隔震 层来吸收和分散地震能量，从而降低地震对建筑结构的影响。这种体系的出现为 现代建筑地震安全性提供了新的可能性。本次演示将深入探讨层间隔震体系的减 震机理和减震性
综上所述本次演示对层间隔震技术的评述，可以得出以下结论。层间隔震技 术是一种有效的地震工程手段，可显著提高结构的抗震性能，降低地震引起的结 构破坏。然而，该技术在实际应用中也存在一些局限性，需要进一步研究和改进。
未来的研究方向和意义包括深入研究隔震材料和系统的可靠性问题开展更多 的实际工程应用研究。
能，旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
减震机理
层间隔震体系的减震机理主要依赖于隔震层的设置。隔震层通常由具有高阻 尼特性的材料构成，如橡胶、聚乙烯等高分子材料。当地震发生时，这些材料可 以有效地吸收和分散地震能量，减少地震对上部结构的影响。此外，合理的几何 形状和尺寸设计
以及上部结构的优化也是层间隔震体系减震性能的重要因素。
基础隔震
（5）一般说来，隔震建筑中隔震层的抗拉能 力比较薄弱，根据剪切型结构的特点，为 了保证隔震结构的稳定性，确保隔震结构 的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构 与隔震层之间的提离，应对隔震结构的高 宽比加以控制。 （6）合理设置隔震结构的基本周期，避开场 地周期和上部结构的周期，有效地发挥隔 震技术的效果。
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基础滑动隔震
方法是在结构的底层与基础顶面设置沙、碎石 等柔垫层。 优点：1）简单易行、造价低廉，隔震效果受 地面运动频率特性的影响较小，几乎不会发 生共振现象。2）其隔震能力和隔震效果取 决于摩擦系数，为了减少滑移量，一般需要 同时采用阻尼器以增大隔震层阻尼。 缺点：1）不能自复位，一般需要另外的复位 系统，而复位系统将使建筑造价大大增加； 2）滑动性能离散性大，不易控制；3）基础 滑移受竖向地震作用的影响较大，分析复杂； 4）与动、静摩擦系数的差异有关。
厂家应提供的有关参数和要求
（1）形态参数 橡胶隔震支座由橡胶和薄钢板相间层叠组成，其基本形态宜 符合下列要求： S1 (d d 0 ) / 4t r S1 15 S 2 d / ntr S 5
2
式中S1、S2——分别为第一、第二形状系数； d、d0——分别为隔震支座的直径和中央开孔直径； tr——单层橡胶厚度； n——橡胶层数。
压应力分布
• 无水平变位时，叠层橡胶支座受纯竖向压 力时，其压应力分布沿直径方向接近抛物 线形型分布，在圆心处最大。 • 当发生水平变位时，局部区域压应力会升 高，局部区域压应力会下降，但不允许出 现拉应力。
橡胶隔震支座的选型与性能要求
应根据实际工程上部结构的具体结构 和隔震后设防目标，经过分析，得出橡胶 垫所需的变形能力和竖向承压能力，确定 橡胶垫的尺寸即直径大小；选用厂家提供 的标准产品或设计定制专用产品；针对实 际工程，对选用或定制的橡胶垫进行形态、 刚度、强度、变形能力及稳定性等方面的 验算。
隔震楼板应力分析报告
隔震楼板应力分析报告一、引言随着城市人口的快速增长和建筑业的发展，高层建筑的建设越来越普遍。
然而，地震是一种无法预测和避免的自然灾害，对建筑物的破坏具有毁灭性的影响。
为了保障人们的生命财产安全，研究开发隔震技术成为工程领域的重要课题之一。
二、背景隔震技术是一种通过将建筑结构与地面分离的方法，在地震发生时减小建筑物的地震响应。
隔震楼板作为隔震系统的重要组成部分，起到了承载楼层荷载和隔离地震动的作用。
因此，分析隔震楼板的应力分布情况对于设计和改进隔震系统非常重要。
三、应力分析方法为了分析隔震楼板的应力分布情况，我们采用了有限元分析方法。
首先，我们建立了一个三维模型，包括楼板、支座、隔震层等组成部分。
然后，我们将地震动作为输入，对模型进行静力和动力分析。
最后，通过计算节点和单元上的应力值，获得隔震楼板的应力分布情况。
四、分析结果根据我们的分析结果，隔震楼板的应力主要集中在支座和连接部位。
在地震发生时，隔震楼板会产生较大的剪切力和弯矩，在连接部位会产生较大的轴向力。
同时，由于隔震层的存在，楼板的应力值相对较小，达到了减震的目的。
除此之外，隔震楼板的应力分布情况与楼板的几何形状和材料性质密切相关。
五、影响因素分析为了进一步了解隔震楼板的应力分布情况，我们对影响因素进行了分析。
结果显示，支座刚度和隔震层阻尼是决定楼板应力分布的关键参数。
当支座刚度较大或隔震层阻尼较小时，楼板应力集中程度较大。
此外，地震动的频率特性也对楼板应力分布产生影响。
六、改进措施为了降低隔震楼板的应力集中程度，我们提出了以下改进措施：1. 调整支座刚度和隔震层阻尼，使其更加适应地震动的特性。
2. 在连接部位增加加强筋，以提高连接的强度和刚度。
3. 优化楼板的几何形状和材料性质，以适应地震荷载的分布情况。
4. 增加隔震层的数量和厚度，提高隔离地震动的效果。
七、结论通过对隔震楼板的应力分析，我们可以得出以下结论：1. 隔震楼板的应力主要集中在支座和连接部位。
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第３６卷第１期 ２０１４年３月 南昌大学学报（工科版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｅｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） Ｖｏｌ＿３６ Ｎｏ．１
Ｍａｒ．２０１４
文章编号：１００６—０４５６（２０１４）Ｏ１—００２３—０４
隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析 江栋恒 （厦门市杏林建设开发公司，福建厦门３６１０００）
摘要：为研究隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震结构的地震响应的影响，以一底盘为３层、塔楼为８层的 隔震结构模型为背景，分别将隔震层设置在基础、底盘１层和３层柱顶、塔楼１层柱底和柱顶，由此建立５个隔震结 构模型，采用时程分析法，对比结构在地震作用下的响应。结果表明：相对于抗震结构，５种隔震结构地震响应都有 显著的降低，随着隔震层位置的升高，层间隔震结构隔震效果逐渐降低；与隔震层直接相连的下支墩独立柱的层间 位移都出现放大的现象；大底盘隔震结构首层的层问位移都出现不同程度的放大现象。 关键词：隔震层位置；地震响应；时程分析；大底盘结构 中图分类号：ＴＵ３５２．１ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｌａｙｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｃｈａｓｓｉｓ
ＪＩＡＮＧ Ｄｏｎｇｈｅｎｇ （Ｔｈｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｘｉａｍｅｎ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｌａｙｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ ｔｏｗｅｒ．Ｔａｋｉｎｇ ａ ３ ｌａｙｅｒ ｃｈａｓｓｉｓ，８ ｌａｙｅｒ ｔｏｗｅｒ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｗａｓ ａｒｒａｎｇｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ，ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｏｆ ｆｉｒｓｔ（ｔｈｉｒｄ）ｌａｙｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｓｓｉｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｐ（ｂｏｔｔｏｍ）ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ．Ａｎｄ ５ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｉｍｅ—ｈｉｓｔｏ— ｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ５ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｂａｓｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｄｉｓ— ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒ ｗｈｉｃｈ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｄｉｓ－ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｂａｓｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｐｐｅａｒｅｄ ａｍｐｌｉａｔｉｖｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅ，ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄｅｄ ｅｓｐｅｃｉａｌ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ；ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｌａｒｇｅ ｃｈａｓｓｉｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
隔震结构是通过设置水平刚度较小的隔震层来 减少输入上部结构的水平地震作用 。目前我国 建成的隔震建筑已超千栋 Ｊ，随着隔震技术的发展 和成熟，大底盘单塔楼和多塔楼结构也开始采用隔 震技术。例如北京的通惠家园，底盘为２层的框架 结构，上部结构为７—９层框架结构，在第２层框架 顶部设置隔震层 －４ Ｊ。针对大底盘隔震体系，国内 外学者进行了相关的理论研究，例如徐忠根等 ｊ、 贾洪等 依据北京通惠家园，对层间隔震体系进行 了模拟振动台试验、动力反应分析和结构的动力特 性实测等相关的研究。李慧等 针对大底盘隔震 体系，采用集中质量多自由度模型，进行了地震作用 下结构的动力分析。祁皑等 建立了层间隔震结 构动力分析模型，对层间隔震结构地震反应的主要 影响系数进行了分析。吴应雄等 以首层为薄弱 层的某５层框架结构为背景，建立了结构动力计算 模型并进行了时程分析，着重分析了下部结构体系 的受力以及抗震设计。Ｄａｎｇ等 Ｊ、Ｐｅｔｔｉ等 针对不
收稿日期：２０１３—０９—２０。 基金项目：福建省住房和城乡建设厅科技研究开发项目（２０１０Ｋ０５）。 作者简介：江栋恒（１９７０一），男，高级工程师，ｄｈｊｉａｎｇ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｎ。 引文格式：江栋恒．隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析［Ｊ］．南昌大学学报：工科版，２０１４，３６（１）：２３—２６，４５ ・２４・ 南昌大学学报（工科版） 对称的大底盘多塔楼隔震结构进行地震响应分析。 上述文献主要集中在层间隔震的工程应用、数 值模拟以及模型试验研究，但对于本文所讨论的隔 震层设置位置对大底盘单塔楼隔震结构地震响应的 影响，目前的研究和讨论还较少。因此，本文以一底 盘为３层，塔楼为８层的隔震结构为背景，分别将隔 震层设置在基础、底盘１层柱顶、底盘３层柱顶、塔 楼１层柱底及塔楼１层柱顶，建立５个隔震结构模 型，采用时程分析法对比结构在地震作用下的响应， 充分的讨论隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震 结构地震响应的影响，为类似工程背景的隔震结构 的设计提供指导。
１分析模型建立 １．１有限元模型建立 该大底盘单塔楼结构为框架剪力墙结构，梁板 楼盖体系，底盘和塔楼的平面均为矩形，主要轴网距 离为７ ８００ ｍｍ，梁、柱主要截面尺寸分别３００ ｍｍ× ８００ ｍｍ和８００ ｍｍ×８００ ｍｍ，隔震层顶板厚１８０ ｍｍ，其他楼板厚１２０ ｍｍ，剪力墙厚３００ ｍｍ，建筑为 丙类建筑，设防烈度８度，设计基本地震加速度为 ０．２ｇ，设计地震分组第２组，场地类别为Ⅱ类，场地 特征周期为０．４ Ｓ。 采用国际通用有限元分析软件ＥＴＡＢＳ建立结 构模型，分析模型包括了隔震层和上部结构的主要 结构信息，框架梁、柱和楼板分别采用空问杆系单元 和膜单元模拟，隔震支座采用Ｅｔａｂｓ软件自带的Ｉｓｏｌａ— ｔｏｒｌ连接单元模拟，通过定义Ｉｓｏｌａｔｏｒｌ的Ｕ：和Ｕ，方 向的线性属性和非线性属性来模拟橡胶隔震支座水 平向的力学性能。线性时程分析考虑的是Ｉｓｏｌａｔｏｒｌ 的线性属性。非线性时程分析考虑的是Ｉｓｏｌａｔｏｒｌ的 非线性属性。若隔震支座的２个剪切变形自由度均 为非线性，耦合的力一变形关系由式（１）确定。 『‘ ：ｒａｔｉｏ２・ｋ２ｄ以＋（１一ｒａｔｉｏ２）ｙｉｅｌｄ２。 ２ ：ｒａｔｉｏ３・ｋ３ｄ以＋（１一ｒａｔｉｏ３）ｙｉｅｌｄ３。ｚ３ （１） 式中： 和ｋ，分别为ｕ：和ｕ，方向屈服前刚度； ｙｉｅｌｄ 和ｙｉｅｌｄ３分别为Ｕ 和ｕ３方向的屈服力；ｒａｔｉｏ： 和ｒａｔｉｏ 分别为ｕ 和ｕ，方向屈服后刚度比；ｚ 、 分 别为ｕ 和ｕ，方向的修正系数，屈服面由￣／ ＋ｚ； ＝１表示。表１给出了隔震支座型号及参数，图１给 出了结构的有限元分析模型。在５个隔震分析模型 中，柱顶隔震均为不带拉梁的独立柱与隔震支座 相连。
图１有限元分析模型 Ｆｉｇ．１ Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ
表１ 隔震支座型号及参数 Ｔａｂ．１ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｂｅａｒｉｎｇｓ
注：ｒ为剪应变，橡胶剪切模量Ｇ＝０．４６ Ｎ・Ｆｉｌｍ～。 １．２地震波选取和地震作用 选取适合于Ⅱ类场地土的２组实测地震波Ｅ１ Ｃｅｎｔｒｏ波、Ｔａｆｔ波和１组人工波。地震作用沿 向 和ｙ向分别输入上述３组波，双向输入的地震波记 录按Ｘ：Ｙ的比例为１：０．８５。
２地震反应动力时程分析 ２．１模态分析 结构在中震作用下，取隔震支座１００％剪应变 所对应的等效水平刚度和等效阻尼比。对１个抗震 结构和５种隔震结构方案进行模态分析，表２给出 了模态分析结果。
表２抗震结构与隔震结构基本周期 Ｔａｂ．２ Ｂａｓｉｃ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｓ
由表２得，在中震及大震作用下，５种隔震结构 较抗震结构的基本周期都有了不同程度的延长，对 比抗震结构和基础隔震结构、１层柱顶隔震结构，随 着隔震层的上移，结构的周期减小；塔楼１层柱底和 第１期 江栋恒：隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析 柱顶隔震结构的周期较１层和３层大。 ２．２上部结构地震响应分析 在８度（０．２０ｇ）设防地震作用下，进行了抗震 和５种隔震结构模型的动力时程分析，得出３条地 震波作用下的各层层间剪力和层间位移值，图２和 图３给出了中震作用下各个结构模型在３条地震波 作用下的各层层问剪力计算平均值和平均减震率， 图４和图５给出了大震下各个结构模型在３条地震 波作用下的平均位移响应及其平均减震率，图６给 出了中震下各结构顶层绝对加速度时程曲线。其中 层问剪力（位移）减震率为抗震结构与隔震结构最 大水平剪力（位移）之差与抗震结构最大水平剪力 （位移）的比值。 啮 楼层剪力／ｋＮ 图２中震作用下结构楼层剪力 Ｆｉｇ．２ Ｓｔｏｒｙ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ ｕｎｄｅｒ ｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ 喽 耧 层问剪力减震率／％ 图３中震作用下结构层间剪力减震率 Ｆｉｇ．３ Ｓｔｏｒｙ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｒａｔｉｏ 由图２可得：１）随着隔震层位置的升高，层间 隔震结构隔震效果逐渐降低；２）对于基础隔震结构 以及１层柱顶结构的楼层剪力较平稳，各层剪力变 化不大；而对于３层柱顶隔震、塔楼柱底及塔楼柱顶 隔震结构，隔震层上部结构的层间剪力变化也较平 稳，但是隔震层下部结构的楼层剪力增大的较快，部 分原因是由于大底盘的质量及楼层侧向刚度较上部 结构大，承受较多的剪力，另一部分的原因是隔震层 上部结构对下部结构的约束以及隔震层刚度突变对 下部结构剪力放大的影响。