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1、勘察设计 防震减灾中心工程隔震层以下结构设计孙惠敏 张贺超北京市防震减灾中心工程在主楼地上结构采用隔震设计2.2隔震设计方案分析。采用MidasGen分析软件，通过时程分析方法，计算工北京防震减灾中心抗震设防烈度为8度，作为地震的监程的隔震效果能否满足规范要求，达到预期的隔震效果。同测、指挥及科研中心，建筑内部设备多而且重要，需要该中时采用短柱层模拟隔震层的方法建立计算模型，通过不同模心在地震发生时本身能够保持良好的性能，对应的性能需要型计算结果的分析对比，探讨采用短柱层模拟隔震层方法的达到中震弹性。采用通常的抗震设计，做到中震弹性代价较可靠性与准确性，论证该方法进行隔震层以下结构设计计算大。
2、综合考虑，对该结构采用隔震技术是可行且十分必要的可行性。的。选取-1.8m标高位置为隔震层。具体为：隔震层位于1.国内外隔震研究的发展状况0.00m以下，即首层之下与地下一层顶面之间，图2和图3是基础隔震概念最早是由日本学者河合浩藏于1881年提出实际结构构造示意图和结构模型示意图：的。隔震对低层和多层建筑较为合适，不隔震时基本周期小于1.0s的建筑结构效果最佳。当隔震层位置设置在首层及首层以上时，隔震体系的特点与基础隔震结构有较大差异，隔震层以下的结构设计计算也较为复杂。2.工程概况及隔震设计方案2.1工程概况北京市防震减灾中心工程位于北京市海淀区苏州街28号。主楼地上共8层，裙房3层，主楼
3、与裙房均为地下2层，图2 隔震层实际结构构造示意图采用框架剪力墙结构，大部分柱距为8.6m，剪力墙集中在两端部，形成两个剪力墙筒。根据结构的使用功能及对抗震性能的特殊要求，拟在主楼地上结构采用隔震设计进行减隔震，裙楼采用常规的抗震设计，因此在主楼与裙房之间设有防撞缝，缝宽550mm。地上部分的整体模型见图1。图3 隔震层计算模型示意图采用隔震的主楼结构平面近似矩形，长边50.4m，短边20.1m，隔震层以上结构高度为37.4m。各层楼板开洞较少，剪力墙沿长向两端布置。3.隔震计算3.1隔震目标图1 整体模型图工程的隔震目标定为降低上部结构设防烈度一度。114 勘察设计水平向减震系数是按照隔震前
4、后结构的层间剪力的比例来确定的。为了使结构在隔震后达到7度（0.10g）设防的抗震水平，水平向减震系数应该为：【7度（0.10g）小震反应谱分析时的最大水平地震影响系数0.08】/【安评报告给出的小震下最大水平地震影响系数0.18】=0.56。规范中水平减震系数和层剪力比之间留了0.7的安全系数，因此，结构隔震前后的层剪力系数应该为0.560.70.39。3.2隔震层布置和参数隔震层全部由铅芯橡胶支座组成，支座的布置如图4所示，具体为：外圈布有直径 750mm的 大铅芯橡胶支座LRB750（周圈）15个以及直径850mm的大铅芯橡胶支座LRB850（周圈）2个；内部布有直径750mm直径的小铅
5、芯橡胶支座 LRB750 8个 以及直径为 850mm小 铅芯橡胶支座LRB85012个。橡胶垫和阻尼器参数列于表1。隔震层中各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移应满足umaxmin0.55d，3tr，d为隔震支座直径，tr为隔震支座橡胶层总厚度。隔震层位移限值见表2。时程分析下3条地震波平均最大位移为377mm，包络最大位移为409mm，满足要求。结构高37.4m，宽20.1m，高宽比为1.86，远小于4，按规范规定，可不进行抗倾覆验算。在罕遇地震作用下，局部隔震支座出现了拉应力，拉应力值基本不大于1.2MPa。Midas模型中采用橡胶支座隔震装置来模拟隔震层。SATWE模型中采用短柱来模拟
6、隔震层，短柱层层高与实际层高相符，通过变换柱截面尺寸调整结构刚度。通过两个模型对比，判断模型合理性。Midas模型采用时程分析计算，选取两条天然波和一条人工波，人工波由安评单位提供，按照目标反应谱生成，与目标反应谱吻合。SATWE模型采用设计反应谱计算。通过Midas模型得到结构的周期，然后通过改变SATWE模型中柱截面改变模型动力特性，使之与Midas计算结果接近。主要计算结果见图510所示。由于Y向为主要计算分析方向，结果中主要为Y向的计算结果。层1为隔震层。图5 小震周期图6 大震周期图7 小震Y向层间剪力图8 大震Y向层间剪力图4 隔震装置布置图表1 橡胶垫参数表2 隔震支座位移限值3
7、.3隔震层下部结构计算比较采用两个计算模型，对隔震层下部结构计算进行比较：（ 1）采用Midas整体模型进行时程计算分析；（2）采用PKPM系列软件通过短柱模拟隔震层计算分析。图9 小震下Y向楼层位移图10 大震下楼层位移通过上面的比较两种模型的计算结果吻合度较好。大震与小震下的层间剪力较为一致，大震下的位移较为接近。小震下楼层位移差别较为明显，但从图中可知，层间位移较为接近。两个模型的计算结果较为一致，上部结构的荷载和作用能够较为准确地传递给隔震层以下的结构。4.结语采用短柱层来模拟隔震层，通过调整结构的刚度和阻尼，能够较好地模拟上部结构的动力受力特性，使上部结构的荷载与作用能够较准确地传递给隔震层以下的结构，进而对下部结构进行计算分析，进而进行下部结构设计。（作者单位：北京市建筑设计研究院）115