民用建筑抗震論文

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1民用建筑隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

由于建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，需要制定較為科學(xué)的隔震方案。一般來說，建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)非常重要。在考慮隔震裝置的放置位置時要充分考慮到鋼心和質(zhì)心等相關(guān)要素，要嚴(yán)格保證二者的重合。為了減少扭轉(zhuǎn)作用，需要將阻尼器放置在建筑物的周圍，支座的位置較為靈活，對于標(biāo)高也沒有特殊的限制。如果遇到上下結(jié)構(gòu)的強度不同的情況，就需要將支座放置在不同的標(biāo)高位置，這樣才能有效地增強隔震效果。需要注意的是，在隔震器的周圍要預(yù)留一定的移動空間，因此，抗震的構(gòu)造就具有較大的難度。但是每種隔震結(jié)構(gòu)的型號不同，因此需要做到具體問題具體分析，根據(jù)實際情況來設(shè)置。

2橡膠隔震支座的性能

對于民用建筑的隔震裝置來說，必須具備以下幾種性能，否則其隔震效果就不是很明顯。第一，隔震裝置要承受多方的壓力，不僅是建筑結(jié)構(gòu)的上部，同時還有水平的應(yīng)力以及豎向的負(fù)載。在承重這些壓力之后不能發(fā)生較大的形變。第二，為了有效地減少建筑結(jié)構(gòu)的自震性，必須要求隔震裝置具有一定的剛度，減少層間剪力。第三，通常情況下建筑結(jié)構(gòu)會發(fā)生位移現(xiàn)象，安裝隔震裝置要充分考慮到這一點。裝置需要在減少建筑結(jié)構(gòu)位移的前提下，降低振動的頻率，進(jìn)而達(dá)到隔震的效果。第四，需要對建筑隔震裝置的支座加強重視，要盡量延長其使用壽命，通常情況下是50年左右。同時面對突發(fā)狀況，支座也要具有一定的承受力。疊層橡膠支座的水平性能參數(shù)主要包括：水平極限變形能力和水平剛度。對于帶有鉛芯的支座還包括：等效粘滯阻尼比和屈服后水平剛度。國內(nèi)外的大量試驗表明，在保持恒定設(shè)計壓應(yīng)力時，出現(xiàn)水平剪切破壞時剪應(yīng)變將超過400％，而剪應(yīng)變小于350％時，疊層橡膠支座不會出現(xiàn)破壞。所以，《規(guī)范》規(guī)定：疊層橡膠支座在豎向平均壓應(yīng)力限值下的極限水平變位，應(yīng)大于其橡膠層總厚度的3倍和有效直徑的0.55倍兩者中的較大值。疊層橡膠支座的水平剛度與支座的形狀和橡膠的硬度有關(guān)，橡膠越硬，支座的水平剛度越大；支座越細(xì)長，水平剛度越小。設(shè)計人員應(yīng)通過試驗得到的“滯回曲線”確定支座的剛度。普通橡膠支座的滯回曲線所含的面積很小，說明其幾乎不能消耗能量。鉛芯橡膠支座的滯回曲線可等效為雙線性模型。滯回環(huán)的豐滿程度反映了屈服后的剛度大小，滯回環(huán)的面積大小反映了等效粘滯阻尼比的大小。

3隔震建筑的設(shè)計

3.1隔震裝置設(shè)計

隔震裝置是由普通疊層橡膠墊和特殊鋼棒構(gòu)成的阻尼器組成。建筑中各柱與基礎(chǔ)間放入了14個疊層橡膠墊，隔震層平面內(nèi)均勻布置了96個鋼棒阻尼器。阻尼器是利用特殊鋼棒進(jìn)入彈塑性階段后的耗能特性產(chǎn)生的阻尼。特殊鋼棒貫穿鋼板，在接觸部位插入內(nèi)藏滾珠軸承的轉(zhuǎn)動支座，使其可以在水平方向有較大位移，并在垂直方向上容易滑動。上部的兩塊鋼板與上部結(jié)構(gòu)的底層樓板、下部的兩塊鋼板與基礎(chǔ)分別用螺栓固定。鋼棒的布置以8根為一個單位，在對稱位置每邊六處共使用了96根。

3.2防護(hù)措施

3.2.1設(shè)計用地震波。設(shè)計用的地震波，其中人工地震波的做法是，家丁震級為8級，震中距為50km，輸入水平各種波相同，彈性分析時，輸入速度為25cm／s，彈塑性分析時為50cm／s。

3.2.2隔震裝置。隔震裝置在輸入地震波計算時，分別取大震時固有周期的目標(biāo)值為3s，等效粘性阻尼比的目標(biāo)值為10％。

3.2.3上部結(jié)構(gòu)的截面計算。采用基于長期應(yīng)力和一次設(shè)計用剪力的地震應(yīng)力，對上部結(jié)構(gòu)的桿件進(jìn)行容許應(yīng)力設(shè)計。此時，以一次設(shè)計用剪力超過輸入25cm／s的地震反應(yīng)剪力。輸入波為50cm／s時，以上部結(jié)構(gòu)基本上不屈服為目標(biāo)來進(jìn)行設(shè)計。

3.2.4地震反應(yīng)分析。隔振裝置采用雙線型恢復(fù)力模型：即標(biāo)準(zhǔn)疊合橡膠墊為彈性，鋼棒為完全彈塑性，隔震結(jié)構(gòu)整體為剪切多質(zhì)點系模型。

4結(jié)論

本文主要通過對民用建筑抗震施工構(gòu)造進(jìn)行介紹，其中主要闡述了橡膠支座隔震結(jié)構(gòu)的特點，以及其穩(wěn)定的性能，并且對這種技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行簡要介紹，同時提出了一些防護(hù)措施。在具體的建筑施工的過程中應(yīng)該得以有效地應(yīng)用，才能增強建筑的抗震性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

作者：羅皓 單位：天津市市政工程設(shè)計研究院