某教學樓底層柱頂隔震結構設計與分析

何雁斌

(福州市建筑設計院 福建福州 350011)

0 引言

目前常用的隔震技術主要有基礎隔震和低位層間隔震,與基礎隔震相比，低位層間隔震具有以下優點：(1)隔震層設置在底層柱頂或者多塔樓的底盤上，結構在地震作用下發生大變形時不會與周邊地面發生碰撞，隔震構造簡單易行；(2)底部架空層可兼做隔震檢修層，增加了建筑的使用空間，經濟效益明顯。對于底層柱頂隔震，隔震層以下的獨立柱在強烈地震作用下的承載力以及隔震支座的位移對整體結構的安全性至關重要。

馬長飛等[1]對首層柱頂隔震結構的地震反應進行研究，結果表明，P-Δ效應顯著增大下部結構獨立柱的側移、轉角及彎矩。劉彥輝等[2]對隔震結構下部為懸臂柱進行了研究，結果表明：對于獨立懸臂柱支撐的隔震結構，P-Δ效應對懸臂柱墩底彎矩影響較大。杜永峰等[3]對橡膠隔震墊與懸臂柱組成的串聯隔震結構進行了有限元分析，研究認為:在超大地震作用下，串聯隔震結構極有可能因隔震支座位移過大失效而發生整體倒塌。

地震是一個隨機的過程，具有很大的不確定性,我國歷次大地震調查表明:極震區及其周邊區域的實際地震烈度往往比設防烈度大得多[4],隔震結構在設計時應該預留足夠的安全儲備來抵御比罕遇地震更為強烈地震[5-8]。

本文采用ETABS有限元軟件對一棟采用柱頂隔震的教學樓進行設計分析，綜合考慮了底層結構選型、隔震層的偏心率、底層獨立柱的加強等因素，按抗震規范驗算隔震支座的應力和位移以及上部結構變形等指標，并進一步探討隔震層和底部獨立柱在極罕遇地震作用下的地震反應，分析結果為工程設計應用提供參考。……