大底盘多塔结构的隔震措施及效果分析

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:radcuijun
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我国是受地震灾害较为严重的国家的之一,每次大的地震灾害带给国家的不仅是数以亿计的财产损失,而且还有大量的人员伤亡。因此,人们对于地震灾害还需更深的认识和了解。与此同时,伴随着高速发展的经济速度,建筑物的结构形式也越来越多,为适应大体量的建筑需要,大盘多底塔结构应运而生。在高烈度区,将隔震技术应用大底盘多塔结构的工程屡见不鲜,其隔震效果如何受到人们的普遍关注。本文以高烈度区某大底盘地下室多塔结构实训楼为背景,结构嵌固端设置在地下室顶板±0.000处,地下室顶板上设隔震层,对大底盘地下室顶板上塔楼利用竖向防震缝分三塔隔震处理,各塔采用分离模型,按高层单体基础隔震分析,很好的解决了不规则大底盘下设隔震层引起结构质量、刚度偏心的问题,结构计算简化,结构传力途径明确。首先,验证数值模拟的准确性。通过隔震形式的选择及隔震目标的确定,合理的布置了隔震层,然后采用大型有限元软件ETABS,分别建立了大底盘多塔结构实训楼非隔震结构和隔震结构三维有限元模型,并利用YJK软件从质量、周期、层间剪力三个方面进行准确性校核。其次,对结构进行动力特性分析。通过隔震与隔震模型的自振周期,模态振型、质量参与系数三个指标对模型进行初步判断;选取了7条地震记录,采用快速非线性时程分析法(FNA)法对各塔楼进行了多遇、设防和罕遇地震下的抗震性能分析。多遇地震下,对比了各塔楼隔震前后剪重比、剪力比、位移角三个指标,剪重比均满足不小于0.048规范值要求,隔震前后层间剪力比值均分布0.3-0.4合理区间,7条地震记录下,各塔楼隔震后的位移角随楼层发展趋势基本相同,远小于非隔震结构的位移角,远离规范限值,各塔楼隔震经过隔震设计后,减震效果显著,隔震层设计合理、方案可行;设防地震下分别对非隔震结构和隔震结构的楼间层剪力、层间倾覆力矩进行了对比分析,并且得出了主塔、西塔、东塔的水平向减震系数分别为0.38、0.38、0.36,由此判定主塔、西塔与东塔水平地震作用、抗震构造措施均可降低一度,各塔楼结构在设防地震作用下隔震效果依旧显著。罕遇地震下,对其隔震层的位移、支座的拉压应力等响应进行了分析,同时还分析了罕遇地震下的层间位移角。主塔、西塔、东塔隔震层最大位移分别为347mm、371mm、349mm,符合规范对位移的要求。隔震橡胶支座在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下拉应力均小于1.00MPa,压应力均小于30MP,满足规范要求。主塔、西塔、东塔楼最大层间位移角分别为1/437、1/361、1/481,均小于规范值1/200,满足规范要求。各塔楼经过隔震设计后在罕遇地震下也表现出良好的抗震性能。最后,合理高效的隔震措施是实现隔震效果的有力保证。隔震措施通过隔震施工措施和隔震构造措施进行控制,以实现隔震设计的最终目的。隔震施工措施主要包括施工原理、施工工艺以及需熟练掌握七个工艺环节的操作要点等,施工难点有:下支墩钢筋密集导致套筒螺栓无法定位、套筒螺栓定位不准确、下支墩顶钢筋保护层控制困难。并对其给出了符合实际的解决措施;隔震构造措施主要包括支座的连接、塔楼与周边的隔离措施、楼梯、电梯、管线的隔离措施等几方面。
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