摘 要：基礎(chǔ)隔震是預(yù)防框架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的有效措施，本文首先采用靜力方法對(duì)比分析隔震支座和非隔震支座框架的抗震性能；然后運(yùn)用離散單元法建立基礎(chǔ)隔震體系簡化模型，研究了中柱倒塌失效后，混凝土框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的隔震效果，得出了具有工程實(shí)際意義的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)隔震；鉛芯橡膠支座；連續(xù)性倒塌

中圖分類號(hào)：TU352.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422（2012）04-0103-02

1 引言

連續(xù)倒塌現(xiàn)象是指建筑物遭受意外荷載作用并形成結(jié)構(gòu)局部破壞，致使相鄰構(gòu)件失效，導(dǎo)致破壞向結(jié)構(gòu)其它部位擴(kuò)散，最終引起建筑物大范圍坍塌的現(xiàn)象[1]。2003年美國頒布《聯(lián)邦政府辦公樓及大型現(xiàn)代建筑連續(xù)倒塌分析和設(shè)計(jì)指南》（GSA2003），GSA規(guī)范是現(xiàn)今常用的結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌設(shè)計(jì)規(guī)范，但其在我國的使用還存在很多問題[2]。GSA規(guī)范中不建議使用非線性分析方法，而在其線彈性分析方法中，對(duì)構(gòu)件是否在倒塌過程中失效的判定是采用DCR值(需求能力比)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)[3]。針對(duì)這些問題，本文采用離散單元方法研究有隔震支座和無隔震支座的框架結(jié)構(gòu)在抗連續(xù)性倒塌中的作用。

2 有隔震支座和無隔震支座框架力學(xué)性能對(duì)比

設(shè)有一跨度、高度都為L，剛度為i的框架，在水平力F的作用下，比較其無隔震支座和有隔震支座時(shí)的力學(xué)性能，如圖1—3所示。

對(duì)于無隔震支座的一框架，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，其軸向位移方程為：

3 有隔震支座和無隔震支座框架有限元分析

3.1 基礎(chǔ)隔震體系的簡化模型

基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)是指在基礎(chǔ)頂部設(shè)置某種隔震裝置而形成的結(jié)構(gòu)體系?；A(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)由下部結(jié)構(gòu)、隔震層、上部結(jié)構(gòu)三個(gè)部分組成，如圖4所示。

運(yùn)用離散單元法將混凝土框架結(jié)構(gòu)離散為“梁柱離散體系”。離散單元存在兩種作用方式，即單元分離前是連接作用，分離后則可能發(fā)生碰撞。離散的單元是剛體[4]。有別于以往的改變傳力路徑的方法，本文采取去掉其中一根承

3.3數(shù)值計(jì)算

用時(shí)程分析法，將地震動(dòng)力時(shí)程函數(shù)輸入模型內(nèi)，比較三種不同情況下柱端的位移。所選結(jié)構(gòu)為四層混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高均為4m，雙向跨度為5m，梁截面為250mmX500mm，柱截面為400mmX400mm，框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用鉛芯橡膠隔振支座[6-7]，如圖5所示。地震動(dòng)力荷載為X方向lacc nor-1和Y方向lacc nor-2，時(shí)間間隔為0.02秒[8]。設(shè)地震過程中，破壞的中柱為27節(jié)點(diǎn)所在中柱，中柱倒塌后無隔震支座及有隔震支座的框架結(jié)構(gòu)模型如圖8和圖11所示。計(jì)算各模型7節(jié)點(diǎn)和8節(jié)點(diǎn)的位移，如圖6-7，圖9-10以及圖12-13所示。

根據(jù)以上各圖，計(jì)算得到的最大層間位移如表1所示。從上述圖表可以看出：地震作用下，模型中的節(jié)點(diǎn)位移變化趨勢(shì)基本相同，當(dāng)增加隔震支座后，各節(jié)點(diǎn)的位移頻率有所降低；加了隔震支座的模型的層間位移比未加隔震支座的模型層間位移小很多，且撤去柱子的層間位移小于未撤柱子的層間位移。

4 結(jié)論

4.1中柱破壞后的隔震結(jié)構(gòu)比中柱破壞前的普通框架結(jié)構(gòu)的抗震能力還要強(qiáng)；

4.2中柱發(fā)生破壞后，在一定的地震荷載下，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生連續(xù)性倒塌，未隔震則會(huì)發(fā)生連續(xù)性倒塌。

參考文獻(xiàn)：

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