高层剪力墙住宅的基础隔震结构设计与讨论

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摘要：某高层剪力墙住宅，拟采用地下室顶板上的基础隔震技术。为掌握高层剪力墙住宅基础隔震结构的地震反应特性，分别对基础隔震结构和非隔震结构模型进行了分析和研究，对各自的周期、层间位移角、扭转位移比、楼层剪力和层间倾覆力矩进行了对比。分析结果表明，采用基础隔震技术后，上部结构的层间剪力沿竖向的分布规律有所改变；对于8度（0.2g）设防地区的18层小高层住宅建筑，采用基础隔震在技术上是可行和合理的。最后，本文结合分析过程及结果，对基础隔震设计中的软件、特定参数的选择等细节问题进行了探讨，可供工程研究和实践参考。

关键词：基础隔震； 橡胶隔震支座； 结构分析

中图分类号：TU318 文献标识码：B

Discussion on design of high-rise shear wall housing base-isolated structures

Chen Tao1 ,Qin Yun2

( 1. Yunnan university, Kunming;2. Kunming Architectural Design And Research Institute Co ,Ltd, Kunming650011 ,China )

Abstract: A high-rise shear wall residential building, it is proposed basement roof base isolation technology. In order to know the characteristic of seismic response for the High-rise shear wall housing base-isolated structures well, the structure model of the base isolated structure and the general structure are be analysed and studied , then some comparison is be had with their period, story drift, torsional displacement ratio,story shear，Interlayer overturning moment . The analysis of the base isolation technique used in this project shows that: the distribution of the upper shear layer structure have changed; It is feasible and reasonable on technology for a18 floor of small high-rise residential buildings in a earthquake of 8degree(0.2g); at last, this paper probes into some detail including applying specific parameter , software in the designing process ,and the conclusion can be used for engineering research and practical reference.

Key words: base Isolation；Rubber isolating ；structural analysis;

1．工程概况：

云南梁河某工程，建筑平面如图1所示。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度峰值为0.2g，设计地震分组第三组，三类场地，特征周期0.65s。采用剪力墙结构形式，丙类建筑，楼层数19层，建筑结构高度57.1m，宽23.7m，高宽比2.41。

近年来，云南省加大了对减隔震技术的推广和应用，受盈江地震的影响，并考虑建筑市场的需求，上述工程拟采用基础隔震技术。隔震装置能够在一定程度上大大减小结构所受的水平地震作用，已被理论分析和国内外强震记录或震害情况所证实。本文以该剪力墙住宅为例，分别采用ETABS和SETWE基础隔震结构和非隔震结构进行了分析和研究，对周期、层间位移角、扭转位移比、楼层剪力和层间倾覆力矩等进行了对比。

2．隔震结构分析：

本项目的地下室层高为3.9m，在规划用地范围内满铺设置，为保证项目的绿地率指标，需将地下室顶板上无建筑的区域作为绿化用地，此时，规划要求覆土厚度不得少于1.5m。根据上述要求，结合结构需要，将隔震装置置于地下室顶板标高处，考虑转换梁高度和检修空间要求，隔震层层高按2.1m确定。隔震单元抗震缝宽度要满足罕遇地震作用下的位移的1.2倍，本工程与其它非隔震建、构筑物的间距按450mm设计。根据结构特点和工程经验，假设减震系数可使上部结构所受水平地震设计作用标准降低一度，且减震系数不小于0.4，此时对于上部结构可不考虑竖向作用的影响。利用SETWE（2010版）软件，采用反应谱分析方法进行上部结构方案设计，使结构各项技术指标（层间位移、周期比等）完全符合现行规范对A级高度高层建筑结构的要求，初步确定用于隔震装置以上的结构的布置方案。

图1 建筑平面布置示意图

在EATBS软件中，建立与上述结构完全一致的计算模型，采用时程分析方法进行隔震结构分析。根据拟建场地土的设计特征周期，选取7条时程曲线（2条人工波、5条天然波），波谱形状、有效持续时间如图3所示，其中NFN的有效持续时间最短，其值为19.719s；各地震波反应谱与规范反应谱值的对比如图4所示。

在8度（0.20g）基本设防烈度的中震情况下，针对非隔震结构，分别运用反应谱法和时程分析法，计算结构的底部剪力，结果如表1所示。

表1 非隔震结构时程基底剪力

工况 反应谱 REN1 REN2 TR NFN TRZ HOL CPC 时程平均

剪力（kN） X 22427 23047 23084 24375 18830 21243 19297 22693 21796

Y 22769 21205 25283 20143 17560 22804 17953 24761 21387

比例

（%） X 100 103 103 109 84 95 86 101 97

Y 100 93 111 88 77 100 79 109 94

注：比例为个各时程分析与振型分解反应谱法得到的结构基底剪力之比。

由表1可见：单条地震波时程分析与振型分解反应谱法得到的结构基底剪力之比在77%～111%之间，7条地震波时程分析基底剪力平均值与反应谱法得到的结构基底剪力之比在94%～97%之间。所选的地震波与设计反应谱具有统计符合性，具有显著的代表性。