高烈度区高层隔震结构研究新进展与应用(2)
框架-核心筒结构在地震作用下会产生显著的倾覆效应,框架柱底部和核心筒角部隔震支座更容易处于受拉状态。因此,位于这些位置的支座的σg取值通常应大于其它位置的支座。然而,框架-核心筒隔震结构各类位置支座的σg的相关研究罕见报道。因此,本研究对13栋框架-核心筒隔震结构的隔震支座长期面压进行了统计分析,建议了外框架柱底支座和核心筒剪力墙角部支座长期面压取值范围,分别为10~12MPa和8~10MPa。
3.3 屈重比合理取值范围和铅芯支座布置建议
屈重比是决定隔震层力学性能、整体减震效果和结构抗震性能的重要参数,与隔震层中铅芯支座的数量直接相关。本研究以具有不同高度的两栋设计案例为原型结构(高为79.2m和65.8m的C1和C4),考虑不同隔震设计方案(核心筒下沉隔震方案和±0隔震方案)的影响,基于精细模型,研究了屈重比对该类结构减震系数和隔震层位移的影响规律,具有不同屈重比的各案例的减震系数和MBD在3条地震动作用下的包络值如图6~8所示。研究表明:(1)减震系数的限值要求决定了屈重比上限值,建议取为3%;(2)隔震沟尺寸限值要求决定了屈重比下限值,建议取为2%;(3)结构高度小于80m或采用±0隔震方案,屈重比上限可适当提高。
3.4 基于屈重比的高效设计方法
图5 C1下沉隔震方案
图6 C1±0隔震方案
图7 C4下沉隔震方案
图8 C4±0隔震方案
基于上述研究,本研究提出了一种高层框架—核心筒隔震结构的高效设计方法及步骤:(1)明确隔震目标。根据实际工程特点与相关规范要求,确定隔震结构的隔震沟宽度和减震系数限值;(2)确定上部结构周期并设计上部结构。根据建筑高度,采用本文建议的式(3)确定Tf;(3)根据使用面压建议值,确定支座直径和数量;(4)根据屈重比推荐值设置铅芯支座。建议将铅芯支座设置于框架柱底部、核心筒角部;(5)关键指标验算;(6)粘滞阻尼器设计。若支座位移不满足要求,可在隔震层中设置粘滞阻尼器,控制结构位移。通常经过2~3次迭代计算即可确定粘滞阻尼器的参数和数量。本研究采用该方法对一84.1m的框架-核心筒高层隔震结构进行了设计,验证了该方法的高效性和合理性。
文章来源:《世界地震工程》 网址: http://www.sjdzgczz.cn/qikandaodu/2021/0308/441.html