大底盘双塔楼结构隔震层分析方法研究
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摘要：由于社会经济水平的不断发展和科学技术的不断进步，建筑行业也趋于向体型和功能的多样化发展，由于底部可利用的大空间以及隔震层设置的便利性，大底盘隔震的双塔楼结构在国内外的应用范围已越来越广。然而大底盘双塔楼结构由于双塔结构之间的相互作用，对其在分析方法的选取方面也应该予以重视，单塔分析方法简便快捷，但缺点是没有考虑双塔之间的影响；双塔分析方法更接近结构的实际情况，缺点是建模计算等都比较复杂。本文就这两种分析方法下结构隔震层的差异性进行了研究，得出“L”形布置和“一”字形布置的大底盘双塔楼隔震结构两种方法下隔震层的相关参数差异性均不大。而单塔分析的方法是对结构隔震层分析偏保守的分析方法。
关键词：双塔结构；大底盘隔震；隔震层；单塔分析；双塔分析
The study of analysis method about large chassis isolation structure with double tower
Xie Ming’e , Ran Zhi-hong, Zhang Li
(School of Urban Construction and Management, Yunnan University, Kunming, 650091, China)
Abstract:Because of the attractive open space underneath the building and the convenience of isolation layer of setting, the application of large base structure with double tower is more and more widely, the relevant studies also more and more. But the study about analysis method of this type of structure also less. Because of the interactions with each other, the analysis method of large base structure with double tower is also should attach importance, the analysis method with single tower is simple and quick, but the disadvantage is that not considering the influence between the twin towers; Twin towers analysis method is closer to the actual situation of the structure, but it is complicated. thus, in this paper the authors conducted the research. This paper uses a large-scale finite element software-ETABS to do the numerical simulation analysis, concluded that the big twin towers chassis structure with"L" shape and the "一" shape, at the same time, give an analysis with the differences between the under two kinds of method. It suggests that the single tower analysis method is the more secure method.
Keywords:twin towers; large base isolation; single tower analysis method; twin towers analysis method
国内外大量工程实例表明，隔震技术的出现和应用在很大程度上减少了地震中的人员伤亡和财物损失，目前，隔震技术已经成为抵抗地震的有力手段之一。随着隔震技术的不断发展以及社会的不断进步，体型多样化和功能多样化的隔震建筑越来越受到人们的亲睐，其中大底盘隔震的双塔楼结构则是典型代表。近些年来，关于大底盘双塔楼结构以及大底盘隔震的双塔结构的相关研究也越来越多，具体表现在双塔楼结构消能减震问题的研究[2]-[3]；大底盘双塔楼高层结构的模拟振动台试验和数值模拟分析[4]；高烈度区超大底盘多塔楼项目的隔震层设计及研究[5]；双塔连体结构的数值分析和抗震性能分析[6]等。但是总的来看对于大底盘双塔楼隔震结构分析方法的比较和研究还较少。因此，本文以具体的工程实例为例，对大底盘双塔楼隔震结构单塔分析和双塔分析结构隔震层的相关差异性进行了较为深入的研究，既具有一定的理论意义也具有一定的工程价值。
1．工程概况
本文所研究的大底盘双塔楼结构地上塔楼部分为7层，地下大底盘部分1层，采取在地下室上部单独设置隔震层的大底盘隔震形式，上部塔楼部分为非对称分布，大底盘双塔楼结构的隔震计算简图见图1，“L”形和“一”字性大底盘双塔楼结构三维模型图分别见图2和图3。
图1 大底盘双塔楼隔震结构计算简图
图2大底盘双塔楼结构三维模形图(1)
图3大底盘双塔楼结构三维模形图(2)
根据建筑结构的具体使用要求，塔楼第1层和第2层层高分别为5.7m和3.6m，第3-6层层高均为3m，顶层层高为2.7m。
2．理论方法概述
本文对大底盘双塔楼结构在单塔分析与双塔分析时结构隔震层的的进一步分析和研究是建立在正确合理的隔震设计基础上的，对于隔震设计部分参照目前广大隔震建筑所采用的设计方法，借助有限元软件ETABS和结构设计软件SATWE辅助实施。
2．1模型的建立
大底盘双塔楼结构隔震设计的数值分析模型主要依靠ETABS有限元软件建立，通过与SATWE模型的对比，使得二者的结构质量、周期和层间剪力的差异都在允许范围内，而本工程实例ETABS模型的相关参数均满足要求。因此，可以按照该模型进行进一步的分析和研究。
2．2地震动的输入
本文在进行建筑结构隔震设计的过程中采取反应谱法与
时程分析法相结合，时程分析时选取了5条实际地震波和两条人工合成的地震波，具体按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[1]（以下简称《抗规》）相关规定实施。图4为7条时程曲线。
图4 7条时程曲线图
2．3隔震支座的布置
根据模型计算结果以及《抗规》的相关规定。两种布置形式的大底盘双塔楼结构的隔震层最后均采用了LRB500、LNR500、LRB600、LNR600四种橡胶隔震支座。隔震支座参数如表1所示，隔震支座分布情况分别如图4和图5所示。