带裙房高层建筑层间隔震时抗震性能分析
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摘要
层间隔震技术是由基础隔震技术延伸而来的一种新型的隔震技术,它可为近海建筑、旧有结构的加固以及其它重要建筑的抗震提供新的设计思路,利用结构的夹层或原结构的隔热层,做适当的改建,达到减震目的。与传统的抗震设计和基础隔震设计相比,这种隔震方式有它独特的优点,施工简易,造价不高,经济效益和社会效益都很大,因此日益受到工程研究人员和设计人员的关注。本文的研究工作,着重于这种隔震方式在带裙房的高层建筑中的隔震效果。
本文首先从理论上分析了层间隔震结构的工作机理,并对叠层橡胶隔震支座的力学性能进行了理论分析,然后采用层间剪切模型,推导了层间隔震结构在水平地震作用下的动力时程方程。为了充分说明层间隔震技术在带裙房高层建筑中的隔震效果,本文以一主楼12层且带3层裙房的高层建筑为例,用有限元分析软件SAP2000进行数值模拟分析,从而得到层间隔震结构的动力性能、地震反应的变化规律以及层间隔震时的减震效果。
研究结果表明,设有叠层橡胶隔震支座的带裙房高层建筑的自振周期大大增加,有效地延长了建筑物的基本周期,使结构的基本周期远离场地的特征周期,从而达到减震效果。在水平地震作用下,隔震层充分发挥了其大变形、消耗地震能量的作用,使整个结构的变形集中在隔震层,抑制了水平地震作用向上部结构的传递,从而使上部结构的层间位移、楼层剪力和加速度等地震反应明显减轻,使上部结构随隔震层整体平动,大大降低了水平地震作用对上部结构的震害。
The storey isolation technology is one kind of new Seismic Isolation Technology extends from the base isolation technology. It could be provide new design idea for the seismic of offshore structures、the reinforcement of old buildings and other important structures, and it could be by rebuilding the interlayer and Heat Preservation and Insulation Layer of original structure to reduce seismic response. Compared with Traditional method of seismic design and the Base Isolation Design , this kind of seismic isolation has virtue of convenient operation、Low cost、high economic and social benefits, consequently it is concerned by engineering researchers and designers increasingly. The thesis emphasizes on the isolating effect of the tall building with podium structure designed using the method of storey isolation.
Firstly, the thesis analyses the mechanism of base-isolation and the Mechanical Properties of the laminated rubber damping bearing in theory, Secondly Dynamic time history equation of the isolation structure is derived under horizontal earthquake action by storey shear model. In order to expound the isolating effect of the tall building with podium structure designed using the method of storey isolation. In the thesis ,take a high building with 12 floors tower and 3 floors podium as an example, get the change law of Seismic response and Results The dynamic performance of structures with interlayer seismic isolation in different conditions through numerical simulation analysis by Finite Element Analysis Software.
The research results show that the laminated rubber damping bearing increase the natural vibration period of High-rise Building with podium structure、prolong the fundamental period of structure effectively and increases the differences between the fundamental period of structure and the characteristic site period ,thereby achieve damping effect. The isolation layer of base-isolated structure give full play to its large deformation and dissipate the earthquake energy under horizontal earthquake action, makes the deformation centralize on isolation layer and inhibits horizontal earthquake action transfer to the superstructure, decreases story drift、the storey shear force、acceleration of the superstructure markedly, the superstructure moves horizontal with the isolation layer, therefore the seismic damage of horizontal earthquake action to the superstructure greatly reduce.
本文首先从理论上分析了层间隔震结构的工作机理,并对叠层橡胶隔震支座的力学性能进行了理论分析,然后采用层间剪切模型,推导了层间隔震结构在水平地震作用下的动力时程方程。为了充分说明层间隔震技术在带裙房高层建筑中的隔震效果,本文以一主楼12层且带3层裙房的高层建筑为例,用有限元分析软件SAP2000进行数值模拟分析,从而得到层间隔震结构的动力性能、地震反应的变化规律以及层间隔震时的减震效果。
研究结果表明,设有叠层橡胶隔震支座的带裙房高层建筑的自振周期大大增加,有效地延长了建筑物的基本周期,使结构的基本周期远离场地的特征周期,从而达到减震效果。在水平地震作用下,隔震层充分发挥了其大变形、消耗地震能量的作用,使整个结构的变形集中在隔震层,抑制了水平地震作用向上部结构的传递,从而使上部结构的层间位移、楼层剪力和加速度等地震反应明显减轻,使上部结构随隔震层整体平动,大大降低了水平地震作用对上部结构的震害。
The storey isolation technology is one kind of new Seismic Isolation Technology extends from the base isolation technology. It could be provide new design idea for the seismic of offshore structures、the reinforcement of old buildings and other important structures, and it could be by rebuilding the interlayer and Heat Preservation and Insulation Layer of original structure to reduce seismic response. Compared with Traditional method of seismic design and the Base Isolation Design , this kind of seismic isolation has virtue of convenient operation、Low cost、high economic and social benefits, consequently it is concerned by engineering researchers and designers increasingly. The thesis emphasizes on the isolating effect of the tall building with podium structure designed using the method of storey isolation.
Firstly, the thesis analyses the mechanism of base-isolation and the Mechanical Properties of the laminated rubber damping bearing in theory, Secondly Dynamic time history equation of the isolation structure is derived under horizontal earthquake action by storey shear model. In order to expound the isolating effect of the tall building with podium structure designed using the method of storey isolation. In the thesis ,take a high building with 12 floors tower and 3 floors podium as an example, get the change law of Seismic response and Results The dynamic performance of structures with interlayer seismic isolation in different conditions through numerical simulation analysis by Finite Element Analysis Software.
The research results show that the laminated rubber damping bearing increase the natural vibration period of High-rise Building with podium structure、prolong the fundamental period of structure effectively and increases the differences between the fundamental period of structure and the characteristic site period ,thereby achieve damping effect. The isolation layer of base-isolated structure give full play to its large deformation and dissipate the earthquake energy under horizontal earthquake action, makes the deformation centralize on isolation layer and inhibits horizontal earthquake action transfer to the superstructure, decreases story drift、the storey shear force、acceleration of the superstructure markedly, the superstructure moves horizontal with the isolation layer, therefore the seismic damage of horizontal earthquake action to the superstructure greatly reduce.
引文
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