基础组合隔震高层剪力墙结构的地震反应分析

发布时间：2020-05-02 18:42

【摘要】：基础隔震结构延长结构周期,增大结构阻尼,吸收地震能量过滤地震波,从而减小上部结构的地震反应。其结构受力简单明确,减震效果明显,在高层建筑中逐渐得到应用。2014年,住房与城乡建设部下发了《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》~([1])文件,鼓励8度及以上地区运用减隔震技术。因此,对高层剪力墙结构隔震研究拥有很高的实际工程意义。本文以郑州市某项目7号楼为工程背景,建立了二十二层剪力墙结构模型。采用Midas/gen辅以SATWE软件,对建筑进行结构优化布置,隔震支座优化布置,对非隔震结构,组合隔震结构,铅芯隔震进行模态分析,设防地震下时程分析,罕遇地震下时程分析,研究隔震模型和非隔震模型的模态周期、层剪力、倾覆力矩、加速度、层位移变化,分析计算其减震系数,水平地震最大影响系数,并对隔震模型的减震效果加以分析,选择较优隔震方案。得到如下结论:1)铅芯隔震结构,组合隔震结构前三阶自振周期较非隔震结构大幅增加且组合隔震结构前三自振周期增加幅度大于铅芯隔震结构。组合隔震结构延长结构的模态周期比铅芯隔震结构更加有效。2)通过组合隔震结构、铅芯隔震结构设防地震下的时程分析可知:采用隔震技术后组合隔震结构的X、Y方向最大层间剪力,最大倾覆力矩,层位移,加速度较非隔震结构都有不同程度的减小。组合隔震结构层间剪力、倾覆力矩、顶层加速度减小幅度大于铅芯隔震结构,其中层位移减幅略小于铅芯隔震结构。组合隔震结构隔离地震作用要优于铅芯隔震结构,滤波作用、减震效果更优;3)重力荷载代表值下各隔震支座最大压应力均小于规范要求的极限压应力12MPa;罕遇地震下铅芯隔震结构、组合隔震结构的LRB支座最大压应力均小于规范要求的最大压应力限值30MPa;组合隔震结构的滑动支座最大压应力小于规范要求的滑动支座最大压应力限值50MPa。组合隔震结构的铅芯隔震支座和滑动隔震支座均满足规范规定的受压承载力要求。4)铅芯隔震结构、组合隔震结构支座位移均小于规范规定的0.55D及3倍的内部橡胶总厚度;铅芯隔震结构、组合隔震结构X方向、Y方向最大安全系数均大于1.2,满足规范要求。5)铅芯隔震结构,组合隔震结构水平向减震系数均小于0.40,隔震后水平地震影响系数最大值?_(max)均小于0.06且组合隔震结构的水平地震影响系数最大值小于铅芯隔震结构,按规范规定上部结构可取隔震后?_(max)来计算,即水平地震作用理论上可降低一度。在设防地震作用下组合隔震效果优于铅芯隔震效果。
【图文】：

技术路线图,隔震结构,隔震,高层剪力墙结构

西安工业大学硕士学位论文计分析软件 SATWE 对结构进行的反应谱分析，并与 Midas/g相对比，从而验证建立模型正确性；种隔震方案的地震反应情况，对相应的结构分析模型进行结构设，输入五条天然地震波（El Centro Site 270 Deg 波，Taft 69 Degn-04_NO_269，IMPERIAL VALLEY-06_N0_172 波、TH2Tg040 波EN2 波），分析两种隔震方案下，高层剪力墙隔震结构的层位移力等，与非隔震结构对应的结构响应比较，求出两种隔震结构的两种结构的减震效果，分析比较确定较优的高层剪力墙结构的基震支座的位移、承载力、剪力等变化，验算结构整体抗倾覆、隔应力，验算隔震支座是否满足规范要求。方法路线见图 1.1

建筑平面布置,标准层

本文分析模型为高层钢筋混凝土剪力墙住宅，该工程位于郑州市某项目 7 号楼。相关分析指标及参数具体如下：建筑结构安全等级二级，抗震设防烈度为 7 度，设计加速度值 0.15g，设计地震分第二组，地基基础设计等级乙级，场地类别为Ⅱ类。结构地下二层，地下二层为地车库及设备用房，地下一层为非机动车停车库，地上二十层，地上一~二层为商铺~二十层为公寓，屋顶塔楼为电梯机房，结构高度 97.13 米，标准层层高 5 米。建筑东西方向长 45m，南北方向宽 30.8m，高宽比 3.19，标准层建筑平面布置图见图示，地上 1~8 层外墙厚 350mm，内墙 250、200mm 厚，-7.000~18.730m 标高剪力混凝土强度等级 C50, 6~7 层剪力墙混凝土强度等级 C45，8~9 层剪力墙混凝土强度 C40，10~14 层剪力墙混凝土强度等级 C35，14 层以上剪力墙混凝土强度等级 C3.730m 以下梁板混凝土强度 C35, 18.730m~顶层梁板混凝土强度 C30 隔震层顶楼板0mm 厚，标准层楼板 100mm 厚，屋顶楼板 120mm 厚。标准层梁板平面布置见图示，结构标高及层高表见图 3.3。
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.31

【参考文献】