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    橡胶隔震支座在地铁上盖建筑中的应用 橡胶隔震支座

    时间:2019-04-20 03:22:46 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘要:深圳欢乐海岸休闲度假区建筑物下方规划有地铁线通过,为满足地铁通过的上盖建筑满足居住建筑的噪声限值要求,在实际工程中应用了橡胶隔震支座,在基础上方设置隔震层。本文从建筑物在地铁振动波及地震波激励下进行分析,确认设置隔震支座的隔震效果,简述隔震支座设计及相关构造做法,对于建筑物的隔震设计有一定的参考价值。
      关键词: 地铁上盖建筑;地震反应;竖向隔震;支座设计 ;节点处理。
      中图分类号: TU74文献标识码:A文章编号:
      Abstract: shenzhen joy coast leisure resort building a subway lines through below planning, to satisfy the subway construction meet the cover by of residential building noise limit requirements, in practical engineering application in the rubber bearings, in foundation set above isolation layer. This article from a building in the subway vibration excitation seismic wave spread analysis, confirm set bearings of isolation effect, this paper describes the bearings design and related building methods, for building of isolation design is of some reference value.
      Key words: the subway cover construction; The earthquake response; Vertical isolation; Bearing design; Node processing.
      
      
      0工程概况
       地铁上盖建筑物为框架结构,建筑总高度为16.27m,地上三层,地下一层,每层层高3.85m,基础及底板平面、建筑物立面与地铁标高关系图见图一、图二。建筑场地类别II类,抗震烈度7度,地震分组第一组,地震加速度0.1g,50年一遇基本风压0.75kN/m2,地面粗糙度B类。在基础上方设置隔震层,减轻地铁运行振动对建筑室内噪声的影响。
      
      1地震反应分析
       分别对普通结构(未设隔震)和隔震结构进行反应谱分析,对比其抗震性能。采用ETABS软件建立模型,对结构进行动力分析。模型中梁、柱取杆单元,楼板取膜单元,橡胶隔震支座采用塑性连接单元(ISOLATOR1)模拟,由于反应谱计算只能在弹性范围内进行,所以隔震支座在计算模型中只提供水平方向和等效线性阻尼,由《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《叠层橡胶支座隔震技术规程》(CECS126::2001)中的计算公式,即为公式(1-1),即可得到隔震层的等效阻尼比,对于单个隔震支座,其阻尼计算公式(1-2)为:
       (1-1)
       (1-2)
       对于非线性时程分析时,橡胶隔震支座定义非线性连接属性,其在ETABS程序中模拟时参考表一定义弹性刚度、屈服后刚度比和屈服荷载。对于竖向隔震支座采用弹簧单元模拟,其刚度值参考表二。
       表一 隔震水平支座参数
      型号 橡胶层厚度mm 有效面积cm2 竖向承载力kN 竖向刚度kN/mm 屈服后刚度kN/mm 等效阻尼比% 100%应变时等效刚度 屈服力kN
      LRB500 96 1963 2945 1839 0.807(100%) 26.5(100%) 1.459 62.6
      LNR500 96 1963 2945 1525 5 0.788
       表二 隔震竖向支座参数
      型号 橡胶层厚度mm 有效面积cm2 竖向承载力kN 竖向压刚度kN/mm 竖向拉刚度kN/mm 支座总高度mm
      LRB500、LNR500 25 1946 2945 >1000 8 72
      注:LRB为铅芯橡胶隔震支座,LNR为普通橡胶隔震支座。
       为了校核所建立ETABS模型的准确性,将ETABS和SATWE非隔震模型计算得到的质量、周期、层间剪力进行对比。如表三所示:
       表三 普通结构(未设隔震)结构质量对比
      SATWE ETABS 差值(%)
      5139 5218 1.5
       由表三可知,两个软件模型的质量非常接近。
       普通结构与隔震结构周期和振型信息见表四,从表中可以看出,采用隔震设计,结构的周期都有明显放大,从而在反应谱计算中减小结构的地震作用。
       表四 结构周期(s)和振型
      振型 普通结构 隔震结构 周期放大系数
       PKPM ETABS 误差(%) ETABS
      1 0.9969 0.96519 3.18 2.46736 2.6
      2 0.7393 0.67400 8.83 2.37090 3.5
      3 0.6771 0.67386 0.48 2.11929 3.1
       在时程分析过程中对于地震波的选取十分重要,应充分考虑到所分析的减震建筑结构所处的场地条件(场地类别、特征周期等)和该地的设防烈度,对地震波的加速峰值进行调整,并且对于减震结构分析时也应满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的规定,地震波的选取按照场地类别和设计地震分组选用不少于三组的强震记录,当取三组加速度时程曲线输入时,计算结果取时程法的包络值。所选地震波的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数在统计意义上相符:在弹性分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结构的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结构的80%。通过计算,普通结构和隔震结构在设防地震作用下的层剪力比值如表五所示。从表五可知剪力比最大值为0.37,由抗规12.2.5式计算的隔震后结构地震影响系数最大值为:
      αmax1=βαmax/Ф=0.34*0.08/0.8=0.034,即采用隔震设计后上部结构构造措施可降低一度,按6度执行。
       表五 普通结构与隔震结构层剪力比值
      层号 普通结构(kN) 隔震结构(kN) 隔震结构/普通结构
       X Y X Y X Y
      1 1423 1835 411 345 0.29 0.19
      2 2827 4094 933 894 0.33 0.22
      3 3669 5446 1233 1275 0.34 0.23
      4 4308 6108 1371 1386 0.32 0.23
      IS 4417 6198 1648 1757 0.37 0.28
       对于隔震结构其上部结构及隔震层部件应与周围固定物脱开。与水平方向固定物的脱开距离不宜少于隔震层在罕遇地震作用下最大位移的1.2倍,且不小于200mm,为此,通过对结构在大震作用下的分析结果,其在大震作用下隔震层最大位移为125mm,结构隔震缝最终宽度确定为200mm。同时,隔震支座容许位移也要满足要求,具体计算如下:

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