52-李霆、胡紫东等-中日隔震结构设计方法对比

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HDR系列高阻尼隔震橡胶支座设计指南

HDR系列高阻尼隔震橡胶支座设计指南
7.1 支座安装工艺细则 ......................................................................................... 9 7.2 支座更换工艺............................................................................................... 13 7.3 支座的养护与维修 ....................................................................................... 14 7.4 支座安装尺寸............................................................................................... 15
9 LNR 滑动型支座及安装、更换、养护、尺寸 ................................... 46
9.1 支座结构及技术性能 .................................................................................... 46 9.2 支座安装工艺细则 ....................................................................................... 46 9.3 支座更换工艺............................................................................................... 49 9.4 支座的养护与维修 ....................................................................................... 49 9.5 支座安装尺寸............................................................................................... 51

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究
张辉
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】介绍了伊朗抗震规范的抗震设防目标与方法、场地类型、地震风险分区、设计反应谱以及基底剪力的计算,并与《建筑抗震设计规范》相关内容进行了对比。

结果表明,伊朗规范根据结构重要性对建筑有选择性地做“两水准”抗震设防;基于
平均剪切波速伊朗规范中的Ⅰ类场地近似于中国规范的Ⅰ0场地,其余各类场地之
间无直接对应关系;伊朗规范设计反应谱动力系数随场地类型与地震风险分区变化,
在低地震风险区的软弱场地上动力系数峰值高达3.25;伊朗规范地震作用基于“中震”计算,经结构性能系数折减后的基底剪力:高延性混凝土框架的基底剪力比中国
规范小,低延性混凝土框架的基底剪力比中国规范大得多,中延性混凝土框架的基底
剪力与中国规范的大小比较结果在不同场地不同周期段表现不同。

【总页数】5页(P50-54)
【作者】张辉
【作者单位】福建永福电力设计股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU318
【相关文献】
1.欧洲规范8与中国抗震设计规范关于抗震设防目标和地震作用的比较
2.中美抗震规范地震作用计算方法对比分析
3.国内外主要抗震规范重力式码头结构地震作用对比
4.中国与尼泊尔抗震设计规范主要地震动参数对比分析
5.GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 18306—2015《地震动参数区划图》反应谱对比及地震动峰值加速度应用研究
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桥梁的延性抗震方法与减隔震设计 张学义

桥梁的延性抗震方法与减隔震设计 张学义

桥梁的延性抗震方法与减隔震设计张学义发表时间:2019-06-20T11:18:43.430Z 来源:《基层建设》2019年第8期作者:张学义[导读] 摘要:桥梁工程作为生命线工程的重要组成部分,应尽量减少其在地震作用下的破坏。

天津市市政工程设计研究院 300392 摘要:桥梁工程作为生命线工程的重要组成部分,应尽量减少其在地震作用下的破坏。

桥梁的减、隔震设计是目前常用的桥梁抗震方案。

本文对于桥梁延性抗震思想和减、隔震设计进行了简要的阐述与分析,比较了两种方法的异同。

以希腊的里翁-安蒂里翁桥为例,详细分析了其设计中所采用的减、隔震措施。

并提出了一种桥梁减、隔震的设计构想。

关键词:延性;减、隔震;漂浮 1.桥梁的延性抗震设计方法 1.1延性抗震设计方法的概念及其发展从本质上讲,延性反映了一种非弹性变形的能力,保证刚度和强度不会因为非弹性变形而急剧降低。

对材料而言,延性材料是指在发生较大的非弹性变形时强度和刚度都没有明显下降的材料,与之对应的是脆性材料,则指一出现非弹性变形或在非弹性变形极小的情况下便发生破坏的材料;对结构和构件而言,如果结构或构件在发生较大的非弹性变形时,其强度和刚度仍没有明显的下降,则这类结构或结构构件称为延性结构或延性构件。

延性结构具有的延性水平与结构中包含的延性构件具有的延性水平密切相关。

但这并不意味着结构包含一些延性水平高的构件,其整体延性水平就一定高,实际上在某些情况下,即使个别构件的延性水平很高,但结构的整体延性水平却可能很低。

1.2 能力设计的方法能力设计原则是Park等在20世纪70年代中期提出的一个重要原则,并最早在新西兰混凝土设计规范(NZS3101,1982)中得以应用,以后这个原则先后被美国、欧洲和日本等国家和地区的桥梁抗震规范所采用。

能力设计方法的基本原理为:在结构体系中的延性构件和能力保护构件(脆性构件以及不希望发生非弹性变形的构件,统称为能力保护构件)之间建立强度安全等级差异,以确保结构不会发生脆性的破坏模式。

高层建筑结构设计中的隔震减震措施 王力

高层建筑结构设计中的隔震减震措施 王力

高层建筑结构设计中的隔震减震措施王力发表时间:2019-08-06T10:12:51.890Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年8期作者:王力[导读] 在设计方面使用了很多措施进行抗震工作,但是,由于各种因素的影响,这方面的工作还是会存在一定的问题。

济南中建建筑设计院有限公司山东省济南市 250000 摘要:地震灾害已经成为当前对于人类生活造成破坏严重性最大的一种地质类自然灾害,随着建筑行业的不断发展和进步,很多高层建筑拔地而起,对于当代建筑结构设计中的隔震减震措施也需要提供相应的重视,目前已经逐步通过了各种结构来增强建筑的隔震减震效果,隔震减震结构是一种能够通过建筑物内部相关结构吸收地震过程中所产生巨大能量的构造物。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震措施在建筑结构设计中,能否充分地考虑到抗震问题,并且使用有效的措施达到抗震的目的,对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响,长期以来,建筑设计人员在设计建筑的时候,都是坚持小震不塌,大震能修的原则,在设计方面使用了很多措施进行抗震工作,但是,由于各种因素的影响,这方面的工作还是会存在一定的问题。

1.建筑结构隔震减震介绍建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。

而减震措施恰好利用这一点,借助建筑阻尼增加吸取地震能量,以此来维护主体结构,降低震害。

隔震技术被广泛应用到高层建筑中,特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。

因隔震设计选取的材料和以往设计存在差异,和传统抗震设计对比,当前的隔震设计,特别是高层隔震设计具有一定难度。

隔震措施存在时间限制,不仅能应用到新建结构,而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。

从适用部位层面而言,减震措施较为广泛,无论是上部结构,还是隔震夹层均适用。

而消能减震技术利用消能减震装置配设来提高结构阻尼比,进而防控结构变形问题,借助附加装置来吸取地震能量,实现主体结构的全面防护,让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重破坏。

第一章 地震基本知识

第一章  地震基本知识

第一章 地震基本知识1.地震按其成因分为几种类型?按其震源深浅又分为哪几种类型?我国发生的地震大部分是浅源地震。

答:地震按其成因可分为:1.火山地震2.陷落地震3.诱发地震4.构造地震震源的深浅可分为:1.源地震—震源深度小于60km ,85% 2.中源地震—震源深度60~300km ,12% 3.深源地震—震源深度大于300km ,3% 2.几个概念:震中、震源深度、震中距、震源距答:1.震中:震源在地面上的投影点 2.震源深度:从震中到震源的垂直距离 3.震中距:建筑物与震中的距离 4.震源距:建筑物与震源的距离 3.什么是地震震级?什么是地震烈度?两者有何关联? 答:1.地震震级:一次地震释放能量大小的度量2.地震烈度:地震对地表及工程结构影响的强弱程度3.两者关联:a.地震震级与地震烈度是完全不同的两个概念。

b.从震中往外,烈度逐渐衰减。

c.对于发生频度最高的浅源地震来说,根据我国的地震资料,经验公式估计震中烈度I 0与震级M 之间的关系:58.05.1I M +=5.影响地震烈度大小的因素有哪些?答:1.震源M 2.传播途径与震中距R 3.场地条件S 4.其它6.地震波包含了哪几种波?它们的传播特点是什么?对地面运动影响如何?7.地震动的三要素是什么?答:1.地震动强度 2.地震动的频谱特性(周期) 3. 地震的持续时间 8.影响地震动特性的因素有什么?答:1.震源 2.传播介质与途径 3.局部场地条件9.世界的主要地震分布带。

答:1.环太平洋地震带2.欧亚地震带10.我国的主要地震分布带。

答:在这6个区域:1.台湾及附近海域2.东南沿海地带(福建、广东、浙江、江苏)3.华北地区(沿着太行山两侧经京津到冀东延伸到辽西)4.新疆的天山地区5.西藏喜马拉雅区主要(一直延伸到云南横断山)6.南北地震带(银川-兰州-成都-昆明)我国地震活动的基本特征:1.频次高、强度大2.起伏式发展强烈地震的发生具有偶然性、突发性。

建筑结构抗震设计课后习题答案

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试第1章绪论1.震级和烈度有什么区别和联系?震级是表示地震大小地一种度量,只跟地震释放能量地多少有关,而烈度则表示某一区域地地表和建筑物受一次地震影响地平均强烈地程度.烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度. 距离震中地远近以及地震波通过地介质条件等多种因素有关.一次地震只有一个震级,但不同地地点有不同地烈度.2.如何考虑不同类型建筑地抗震设防?规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类).乙类(重点设防类).丙类(标准设防类).丁类(适度设防类).1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度地预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全地严重破坏地抗震设防目标.2)重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施;地基基础地抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施.同时,应按批准地地震安全性评价地结果且高于本地区抗震设防烈度地要求确定其地震作用.4)适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度地要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低.一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3.怎样理解小震.中震与大震?小震就是发生机会较多地地震,50年年限,被超越概率为63.2%;中震,10%;大震是罕遇地地震,2%.4.概念设计.抗震计算.构造措施三者之间地关系?建筑抗震设计包括三个层次:概念设计.抗震计算.构造措施.概念设计在总体上把握抗震设计地基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性. 加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果地有效性.他们是一个不可割裂地整体.5.试讨论结构延性与结构抗震地内在联系.延性设计:通过适当控制结构物地刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大地延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒” .延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件地延性,提高抗震性能.第2章场地与地基1.场地土地固有周期和地震动地卓越周期有何区别和联系?由于地震动地周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近地周期成分被较大地放大,因此场地固有周期T也将是地面运动地主要周期,称之为地震动地卓越周期.2.为什么地基地抗震承载力大于静承载力?地震作用下只考虑地基土地弹性变形而不考虑永久变形.地震作用仅是附加于原有静荷载上地一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果是地震作用下地地基变形要比相同静荷载下地地基变形小得多.因此,从地基变形地角度来说,地震作用下地基土地承载力要比静荷载下地静承载力大.另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素.3.影响土层液化地主要因素是什么?⑴土地类型.级配和密实程度⑵土地初始应力状态(地震作用时,土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化地必要条件)⑶震动地特性(地震地强度和持续时间)⑷先期振动历史或者:土层地质年代;土地颗粒组成及密实程度;埋置深度.地下水;地震烈度和持续时间.第3章结构地震反应分析与抗震计算1.结构抗震设计计算有几种方法?各种方法在什么情况下采用?底部剪力法.振型分解反应谱法.时程分析法.静力弹塑性法⑴高度不超过40m .以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀地结构,以及近似于单质点体系地结构,可采用底部剪力法等简化方法.⑵除⑴外地建筑结构,宜采用振型分解反应谱法.⑶特别不规则地建筑.甲类建筑和表3—10所列高度范围地高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下地补充计算,可取多条时程曲线计算结果地平均值与振型分解反应谱法计算结果地较大值.2.什么是地震作用?什么是地震反应?地震作用:结构所受最大地地震惯性力;地震反应:由地震动引起地结构内力.变形.位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应.是地震动通过结构惯性引起地.3.什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?地震反应谱:为便于求地震作用,将单自由度体系地地震最大绝对加速度.速度和位移与其自振周期T地关系定义为地震反应谱.设计反应谱:地震反应谱是根据已发生地地震地面运动记录计算得到地,而工程结构抗震设计需考虑地是将来发生地地震对结构造成地影响.工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录地反应谱,考虑到地震地随机性.复杂性,确定一条供设计之用地反应谱,称之为设计反应谱.设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同地,实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程地频谱特性,而抗震设计反应谱是从工程设计地角度,在总体上把握具有某一类特征地地震动特性.地震反应谱为设计反应谱提供设计依据.4.计算地震作用时结构地质量或重力荷载应怎样取?质量:连续化描述(分布质量) .集中化描述(集中质量);进行结构抗震设计时,所考虑地重力荷载,称为重力荷载代表值.结构地重力荷载分恒载(自重)和活载(可变荷载)两种.活载地变异性较大,我国荷载规范规定地活载标准值是按50 年最大活载地平均值加0.5〜1.5倍地均方差确定地,地震发生时,活载不一定达到标准值地水平,一般小于标准值,因此计算重力荷载代表值时可对活载折减.抗震规范规定:G E = D k+EV i L ki -5 .什么是地震系数和地震影响系数?它们有什么关系?• •口 X ..…S“(T )F = mg -g max ―a, --g xg 1 一 g max 是确定地震烈度地一个定量指标. P (T ) —动力系数.a (T ) = k P (T ) a 为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比Z 地理 想简化地单质点体系地结构加速度反应与重力加速度之比.6 .为什么软场地地错误!未找到引用源。

某高层建筑隔震设计及地震响应探析

某高层建筑隔震设计及地震响应探析

福 建 建 筑Fujian Architecture & Construction 2021年第11期总第 281 期No 11 ・ 2021Vol ・ 281某高层建筑隔震设计及地震响应探析黄鹏云(上海天华建筑设计有限公司厦门分公司福建厦门361000)摘要:对某高层建筑隔震层进行竖向承载力、偏心率、抗风承载力和抗倾覆验算,验算表明隔震层的布置符合相关规范要求,可供工程设计人员参考借鉴。

时程分析表明,高层建筑应用隔震技术后,减震系数小于0.4,隔震效果明显,上 部可按照降低一度设计。

关键词:高层隔震建筑;时程分析;减震系数中图分类号:TU352文献标识码:A 文章编号:1004 -6135 (2021) 11 -0062 -05Design and analysis of isolation for a high 一 rise isolated buildingHUANG Pengyun(Tian Hua Architecture Planning &Engineering Limited. Xiamen Branch , Xiamen 361000)Abstract : The vertical bearing capacity , eccentricity , wind bearing capacity and overturning resistance of the seismic isolation layer of ahigh - rise building were checked. The calculations showed that the layout of the seismic isolation layer met the requirements of relevant codes , which could be used as reference for engineering designers. Time history analysis showed that after applying seismic isolation tech ­nology to high - rise buildings , the damping coefficient was less than 0. 4, and the isolation effect was obvious , and the upper part could bedesigned to be reduced by one degree.Keywords : High - rise isolated building ; Time history analysis ; Damping coefficient0引言高层结构的固有周期普遍较长,固有周期对应的地震影响系数值通常位于地震影响系数曲线的曲线 下降段的末端,对高层结构施加隔震技术后,周期虽有延长,但地震影响系数值减小很少,故一般认为高层隔震结构减震效果不明显。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)疑问解答

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)疑问解答

6s,并提供不同阻尼比的调整方法;4) 保留楼层最小剪 力系数强制性要求;5) 保留建筑规则性定性和定量化 的定义;6) 保留钢筋混凝土结构抗震等级划分和相应 的计算与构造要求;7) 保留砌体结构设置圈梁和构造 柱以提高结构延性和整体性的要求;8) 保留隔震和消 能减震设计内容;9) 保留非结构抗震设计内容。 4 新规范对抗震设计采用的地震动参数有哪些重大 变更?
其中,设计地震分组上升的省会城市和直辖市有: 天津、石家庄、福 州、郑 州、银 川、乌 鲁 木 齐 由 设 计 一 组 升为设计二组;济南、昆明、兰州、西宁、拉萨、台北由设 计二组升为设计三组;成都由设计一组升为设计三组。 设计地震分组的上升表明对应的场地特征周期 Tg 有 所加大,地震作用相应增大。
图 6 由于碰撞导致建筑连续倒塌的震害
倾斜的建筑,使右侧成排建筑不倒,而左侧建筑由于失
去支撑而发生连续倒塌。图 7 为 L 形平面的东方汽轮
机厂框架结构办公楼,在拐角处不设防震缝,地震时没
有发生碰撞破坏。新规范对防震缝的设置作了修改,
第 3. 4. 5 条规定,体形复杂、平立面不规则的建筑,应
按原建设部建标[2006]77 号文件通知,2001 规范 修订的指导原则是:依据我国国情,适当调整提高抗震 设防标准。 3 新规范在哪些方面延续了 89 规范和 2001 规范的 基本原则?
新规范在以下几方面延续了 89 规范和 2001 规范 的基本原则:1) 继续遵守“三水准设防和两阶段抗震 验算”的抗震设计基本原则,以“小震不坏,中震可修, 大震不倒”的 三 水 准 设 防 目 标,进 行“小 震 作 用 ”下 的 结构强度和 弹 性 变 形 验 算 和“大 震 作 用 ”下 的 弹 塑 性 变形验算;2) 保留 7 度 0. 15g 和 8 度 0. 30g 的设计地 震分区及相应的抗震设计要求;3) 保留设计反应谱 ( 地震影 响 系 数 曲 线) 的 骨 架 曲 线 形 状,周 期 延 长 到
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第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年中日隔震结构设计方法对比李霆1,胡紫东1,王晓嵩2(1.中南建筑设计院股份有限公司,武汉4300712.华中科技大学土木工程与力学学院,武汉430074)

提要:本文探讨了中国和日本隔震结构设计方法的差异。以第十届中日建筑结构技术交流会的隔震结构设计实例为背景,对比了中日两国隔震结构的上部结构设计、隔震层设计、隔震结构抗震性能目标及结构地震响应的异同,分析了产生差别的原因。相比中方,日方对隔震结构的抗震性能目标要求高。关键词:隔震结构;设计对比;抗震性能目标;地震响应

1研究背景

中国和日本都有大量的隔震结构,为了对比中国和日本隔震结构设计的差异,第十届中日建筑结构技术交流会(以下简称交流会)组织了中日双方的结构设计人员根据各自的国家规范(规程)对同一栋隔震结构进行设计,并进行对比分析[1]。中方的方案由中南建筑设计院股份有限公司主持设计,日方的方案由鹿島建設株式会社主持设计。对比设计的建筑方案由日方提供,地点选择为东京都23区,设计对象为某10层住宅,平面基本尺寸为12.8m×39.0m,标准层高3.0m,总高30.5m。建筑平面图和立面图如图1和图2所示。中日两国的抗震设防标准不同,为了方便执行我国规范,交流会将中方隔震结构设计的抗震设防烈度定为8度,设计基本地震加速度0.30g;II类场地,第一组,特征周期0.35s。

图1建筑平面图_____________________________________作者简介:胡紫东(1983-),男,博士,高级工程师第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年图2建筑立面图2.隔震结构抗震性能目标对比

中方根据中国规范的规定,将隔震结构隔震目标定为采用隔震设计后上部结构抗震设防烈度可降低1度,其对应的结构抗震性能目标详见表1。日方没有降一度的要求,其对应结构抗震性能目标如表2所示。表1中方隔震结构抗震性能目标荷载上部结构隔震层

静力长期、短期荷载作用弹性支座不屈服

地震作用多遇地震弹性水平减震系数β≤0.4层间位移角≤1/1000

支座取γ=100%的刚度和阻尼计算

支座拉应力≤0MPa

罕遇地震层间位移角≤1/120支座取γ=250%的刚度和阻尼计算支座拉应力≤1MPa支座最大位移≤220mm表2日方隔震结构抗震性能目标

荷载上部结构隔震层

静力长期、短期荷载作用构件在允许应力度以内支座不屈服

地震作用第1水准(Vmax=25cm/s)构件在允许应力度以内层间位移角≤1/400支座取γ=100%之内的刚度和阻尼支座拉应力≤0MPa

第2水准(Vmax=50cm/s)构件在允许应力度以内层间位移角≤1/200

支座取γ=200%之内的刚度和阻尼

支座拉应力≤1MPa支座最大位移≤400mm通过表1和表2的对比可发现日方要求隔震后上部结构构件在各级地震作用下均在允许应力度以内即上部结构始终保持弹性,即按大震弹性设计。而中国规范则要求上部结构小震弹性,仅在罕遇地震作用下对结构的变形有限制。可见日方对隔震结构的抗震性能目标要求比中方高,采用大震弹性计算结构的设计地震力比中方大。第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年3.上部结构对比

中日双方均采用钢筋混凝土剪力墙结构,利用房间进行结构布置,中方选用剪力墙结构体系,日方采用有端柱的单向剪力墙结构体系,双方结构布置图如图3和图4所示。中方上部结构的设计在不影响建筑功能的前提下,尽量保持结构X、Y向两个主抗侧力方向的刚度接近,竖向构件均匀布置。上部结构的设计遵从我国规范《建筑抗震设计规范》[2](以下简称《抗规》)和《高层建筑混凝土结构技术规程》[3](以下简称《高规》)的要求,即结构设计时剪力墙不宜单向布置,宜沿两个主轴方向双向布置,结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。日方剪力墙沿纵向满布,而横向布置没剪力墙;楼板厚度选为270mm,这不符合中国规范要求。中国规范要求到剪力墙结构应具有延性,因此在《高规》中规定剪力墙不宜过长,墙段长度不宜大于8m,且宜双向布置;在《混凝土结构设计规范》[4]中规定双向板跨厚比不大于30,板厚过大会降低结构的经济性。对此日方给出的解释是考虑到设计对象为住宅,要尽量保护住户隐私,满布剪力墙和厚楼板是满足建筑隔音的要求。

图3中方上部结构典型平面布置图(房间内楼板厚180mm、墙厚250mm、梁截面250x800、250x500)

图4日方上部结构典型平面布置图(楼板厚270mm、墙厚180mm、端柱600x800、梁截面180x800)上部结构抗侧力体系的不同其对应的自振周期必然有明显差异,如表3所示。除第一阶自振周期相近外,其余各阶均有不同。第一阶周期和第二阶周期比,中方为1.14s,日方为2.72s。可见,在两个主轴方向中方的抗侧力刚度接近,而日方的差别较大。楼板厚度和竖向构件布置不一致导致结构各层的质量也有差别,如表4所示。中方上部结构各层质量比日方要小,典型楼层的质量约为日方的80%左右。表3中日双方上部结构自振周期对比-不隔震(单位s)模态阶数中方上部结构自振周期日方上部结构自振周期10.932长向平动0.956X向平动

20.814短向平动0.351Y向平动30.721扭转0.329扭转第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年表4中日双方上部各层质量对比(单位kN)层号1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F屋面

中方60586661666166616661666166616661666166618419

日方785978597859785978537833783378337824782410391

4.隔震层布置对比

中日双方隔震层的支座布置图如图5和图6所示。中日双方均采用有铅芯和无铅芯的叠层橡胶支座。中方支座直径为400mm和500mm,日方支座直径为750mm,800mm和900mm。双方的区别主要为:日方上部结构暂没有考虑建筑楼梯间的影响,而中方认为楼梯间作为建筑的逃生通道,其重要性很高,因此考虑了楼梯间的隔震;日方采用一柱一支座的布置形式,中方采用一柱多支座的形式。日方采用的大直径的一柱一支座的布置是对隔震结构有利的,支座直径越大支座的变形能力就越大,整体结构的周期就延长越多,隔震效果就越明显,从表5隔震结构的自振周期对比可知,中方隔震后结构自振周期在2.39s而日方长达4.707s。中方选用小直径支座主要是基于以下几点考虑:第一,采用小直径支座可以达到降一度的隔震目标;第二,支座越大其造价越高,通过经济性对比,采用小支座更有优势。

图5中方隔震支座布置图图6日方隔震支座布置图第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年表5中日双方结构自振周期对比-隔震结构(单位s)模态阶数中方计算结果日方计算结果

γ=175%γ=100%γ=250%

12.390长向平动2.558长向平动4.707X向平

22.291短向平动2.437短向平动4.645Y向平

32.214扭转2.260扭转0.532X向平

5.结构地震响应对比

中日双方隔震结构计算均采用时程分析法,根据两国规范,中方选用三条地震波(两条天然波、一条人工波)的计算结果最大值,日方选用七条地震波的计算结果最大值,地震波和规范反应谱的比较如图7所示。

中方比较结果日方比较结果图7中日双方地震波和规范反应谱的比较从表2可知,日方的结构抗震性能目标是在水准1和水准2下,上部结构均为弹性。因此日方是按支座变形为γ=175%,地震作用为水准2的条件进行上部结构的计算和设计。中方设计时,先计算出减震系数,再根据隔震后的水平地震影响系数进行上部结构设计。中方的减震系数计算结果如图8所示,减震系数均小于0.4,上部结构按7度(0.15g)进行设计。

层剪力减震系数层倾覆力矩减震系数图8水平向减震系数计算结果图9和图10为中日双方层剪力和层倾覆力矩的计算结果。日方设计用层剪力和层弯矩比中方大很多,如设计用X向层剪力中方最大值为3951kN,日方约为7400kN。出现这样的计算结果是由于日方的隔震结构抗震性能目标为在水准2作用下,上部结构保持弹性,相当于中国规范的大震弹性设计。而中方是小震第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年弹性的计算结果,地震的输入中方比日方小,对应的结构地震响应也会减小。可见日方对隔震结构的上部结构的抗震性能要求比中方高。

(1)X向层剪力计算结果(2)Y向层剪力计算结果(3)X向层倾覆力矩计算结果(4)Y向层倾覆力矩计算结果图9中方层剪力和层倾覆力矩计算结果

(1)X向层剪力计算结果(2)Y向层剪力计算结果(3)X向层倾覆力矩计算结果(4)Y向层倾覆力矩计算结果图10中方层剪力和层倾覆力矩计算结果第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年图11是中方层间位移角和层间位移的计算结果,多遇地震作用下结构的最大层间位移角X向为1/1926,Y向为1/1968;罕遇地震作用下结构的最大层间位移角X向为1/415,Y向为1/536,隔震层最大位移X向为18.2cm,Y向为18.9cm,均满足结构抗震性能目标要求。图12是日方的计算结果,最大层间位移角X向为1/222大于中方1/415,Y向1/5142小于中方1/536,这是由于双方上部结构的布置不一致导致的,显然日方Y向布置的多片剪力墙大大提高了上部结构Y向的刚度,限制了结构变形;隔震层最大位移日方均大于中方的计算结果,这是由于日方选用了大直径的隔震支座,大直径支座的允许变形能力大。

(1)多遇地震X向层间位移角计算结果(2)多遇地震Y向层间位移角计算结果

(3)罕遇地震X向层间位移角计算结果(4)罕遇地震Y向层间位移角计算结果

(5)罕遇地震X向层间位移计算结果(6)罕遇地震Y向层间位移计算结果图11中方层间位移角和层间位移计算结果

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