熊仲明，張 超，高俊江

(1.西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，西安 710055；2.中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院，西安 710082)

基礎(chǔ)滑移隔震技術(shù)是一項(xiàng)新型的減震控制技術(shù)。近年來，冶金部建筑研究總院和西安建筑科技大學(xué)等單位對(duì)基礎(chǔ)滑移隔震結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了較全面和系統(tǒng)的研究[1-4]，并先后在蘭州、銀川、太原、唐山、西安等城市采用聚四氟乙烯為摩擦材料，以U型帶片和圓錐棒為限位裝置建造了滑移隔震試點(diǎn)工程。

由于滑移隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究還不完善，在國(guó)內(nèi)尚未形成系統(tǒng)，如何檢驗(yàn)滑移隔震技術(shù)在設(shè)計(jì)與施工中的可靠性，一直都是束縛滑移隔震技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題。目前國(guó)內(nèi)主要通過對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體試推來檢驗(yàn)隔震效果，并在一些地區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試推試驗(yàn)。例如:對(duì)位于西安市東南郊的青龍小區(qū)(西區(qū))C組團(tuán)3號(hào)樓住宅進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試推，它是國(guó)內(nèi)首次對(duì)整棟滑移隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體試推，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的滑移隔震層摩擦系數(shù)與設(shè)計(jì)值相吻合[5-6]。對(duì)位于太原市區(qū)的九層隔震砌體房屋也成功進(jìn)行了整體試推試驗(yàn)，將上部結(jié)構(gòu)沿橫向整體水平推移了25 mm，最后又反向推回使之復(fù)位。試推結(jié)果表明：滑移隔震結(jié)構(gòu)的隔震層能夠?qū)崿F(xiàn)整體一致滑移，從而部分地切斷地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞[7]，取得了較好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

但目前國(guó)內(nèi)對(duì)基礎(chǔ)滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位技術(shù)分析研究還是不夠深入，沒有形成系統(tǒng)的研究成果。對(duì)于一些關(guān)鍵性的技術(shù)問題，缺乏系統(tǒng)的分析研究。以至于基礎(chǔ)滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位技術(shù)常常出現(xiàn)了方案選擇的盲目性，造成試推的整體失敗。其問題主要表現(xiàn)在：① 試推點(diǎn)布置過于集中，試推點(diǎn)的變形不能相互協(xié)調(diào)，對(duì)隔震層造成了不同程度的破壞，以至于出現(xiàn)裂縫，潛在地對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的損傷。② 試推點(diǎn)布置過少，試推荷載不能近似模擬地震作用，造成了試推點(diǎn)的局部受力和變形過大等問題。

為了使滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位技術(shù)更好地發(fā)展與應(yīng)用，本文利用SAP2000有限元分析軟件對(duì)上述的失敗原因進(jìn)行分析研究，通過模擬局部荷載作用位置，研究了在不同工況作用下隔震層頂部基礎(chǔ)梁的受力及變形特點(diǎn)，得到了上部結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力和變形最小的試推方案。同時(shí)，進(jìn)行了在不同工況作用及整體荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析，得到了局部荷載作用與整體荷載作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)的對(duì)比關(guān)系。實(shí)際工程算例表明，合理地分散布置試推點(diǎn)的多條軸線多點(diǎn)加載方案基本可以滿足滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位的要求，可作為一種檢測(cè)滑移隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工效果的有效方法。

1 滑移隔震裝置的組成

本文采用帶有限位裝置的摩擦滑移隔震體系，滑移隔震裝置由滑移支承和限位消能兩種元件組成，裝置構(gòu)造如圖1所示。其中，滑移支承元件是由上、下剛性支承板及中間用低摩擦系數(shù)材料聚四氟乙烯噴涂的不銹鋼板組成，它主要起支承上部結(jié)構(gòu)重量和隔離地震的作用。限位消能元件是由普通A3鋼板冷彎而成的U型鋼片做成。它的作用是吸收地震能量，抑制地震波中長(zhǎng)周期成分給摩擦滑移隔震結(jié)構(gòu)帶來的變位，并且對(duì)限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)滑移有一定的控制作用。

圖1 滑移隔震系統(tǒng)裝置圖

2 試推與復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

試推時(shí)，以隔震層底部的基礎(chǔ)梁提供反力，千斤頂提供試推力，通過隔震層頂部的梁板結(jié)構(gòu)體系來克服滑移隔震支座的靜摩擦力，從而帶動(dòng)上部結(jié)構(gòu)沿著滑移隔震支座的摩擦面產(chǎn)生水平滑移，然后再反向推回至原位即復(fù)位。在上下基礎(chǔ)梁上各安裝一個(gè)工具式鋼牛腿，各試推推力點(diǎn)的千斤頂安裝在上下鋼牛腿之間。通過變換上下鋼牛腿的位置可以成功實(shí)現(xiàn)滑移隔震結(jié)構(gòu)的復(fù)位[6]。 圖2為牛腿設(shè)置和千斤頂安裝示意圖。試推時(shí)，要求千斤頂推力合力的作用線與滑移隔震支座最大靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力的合力作用線保持一致，不能使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，不損傷結(jié)構(gòu)，從而保證無(wú)損試推。為了能夠承受水平推力荷載和豎向的墻體荷載，防止上部結(jié)構(gòu)在試推過程中產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力和變形，底部基礎(chǔ)梁和頂部基礎(chǔ)梁需要具備足夠的強(qiáng)度和剛度，且上部基礎(chǔ)梁與樓板現(xiàn)澆成梁板體系。

圖2 牛腿設(shè)置和千斤頂安裝示意圖

3 試推與復(fù)位過程的荷載確定及應(yīng)注意的問題

3.1 試推與復(fù)位過程的荷載確定

3.1.1 豎直荷載

填充墻及樓板的自重，按均布荷載施加到框架梁上。

框架結(jié)構(gòu)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：樓面：2 kN/m2；不上人屋面：0.5 kN/m2

3,1,2 水平動(dòng)力荷載

水平動(dòng)力荷載是沿試推方向施加的與試推方案和摩擦力大小有關(guān)的動(dòng)力荷載。圖3表示一個(gè)試推過程中水平動(dòng)力荷載和摩擦反力與時(shí)間之間的關(guān)系圖。其中，曲線1表示水平動(dòng)力荷載與時(shí)間的關(guān)系；曲線3表示摩擦力與時(shí)間的關(guān)系；曲線2表示水平動(dòng)力荷載與摩擦力的差值與時(shí)間的關(guān)系。通過理論分析，滑移隔震結(jié)構(gòu)試推過程中受到的實(shí)際的動(dòng)力荷載的大小就是水平動(dòng)力荷載與摩擦力的差值[8]。

圖3 一個(gè)試推過程中水平動(dòng)力荷載、摩擦反力隨時(shí)間的變化情況

3.1.3 振動(dòng)

振動(dòng)荷載主要包括地脈動(dòng)荷載、滑移隔震結(jié)構(gòu)附近環(huán)境引起的振動(dòng)荷載(打夯和車輛)和試推過程中的動(dòng)力荷載的加載、卸載及千斤頂頂推失效對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。目前，這些荷載的大小主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果取值。

3.2 試推與復(fù)位過程應(yīng)注意的問題

(1) 力的合力軸線應(yīng)盡可能與建筑物重心一致，試推推力點(diǎn)要盡可能地均勻分布，試推是用推力來模擬地震力，只有當(dāng)推力點(diǎn)很多時(shí)才能近似于地震作用。試推時(shí)底層起到傳遞推力，調(diào)整推力的作用，此時(shí)不能將樓板視為平面內(nèi)剛度無(wú)限大的板，而應(yīng)當(dāng)計(jì)算其在傳遞推力時(shí)受的變形。

(2) 推力傳遞的可靠性十分重要，在推力傳遞路線上各傳力部件局部集中，每個(gè)集中點(diǎn)處都設(shè)置推力點(diǎn)，推力點(diǎn)的設(shè)置要做到既不增加樓板費(fèi)用，又能把推力分布開的最佳方案[5]。

4 試推與復(fù)位的工程模擬及有限元分析

4.1 工程概況

本文采用的計(jì)算模型為一棟5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高均為3 m，總高度15 m。X方向?yàn)?跨，軸間距4 m；Y方向?yàn)?跨，軸間距為5 m；場(chǎng)地屬Ⅱ類場(chǎng)地中的第二組，抗震設(shè)防烈度為7°，場(chǎng)地特征周期為0.4 s；取上部結(jié)構(gòu)的阻尼比為0.05；所有構(gòu)件采用C30混凝土?？v軸方向梁的截面尺寸為300 mm×500 mm，橫軸方向梁的截面尺寸為300 mm×600 mm，基礎(chǔ)梁截面尺寸為300 mm×600 mm，柱截面尺寸為600 mm×600 mm，板厚取100 mm。樓板面層荷載為3 kN/m2，梁上線荷載6 kN/m。

選取本文中所述的滑移支撐元件和限位消能元件，滑移支撐元件布置在每個(gè)底層框架柱下部與基礎(chǔ)頂部之間，限位消能元件沿著結(jié)構(gòu)的X向和Y向布置在上下基礎(chǔ)梁之間。X軸方向沿著基礎(chǔ)梁下端每邊布置2個(gè)軟鋼U型帶片，Y軸方向沿著基礎(chǔ)梁下每邊布置3個(gè)軟鋼U型帶片，結(jié)構(gòu)平面布置及隔震元件布置圖如圖4所示。

圖4 結(jié)構(gòu)平面及隔震元件布置圖

4.2 試推方案的比較

本文提出了多條軸線上多點(diǎn)加載的方案并且分析了三種工況下的滑移隔震結(jié)構(gòu)的工作性能。試推時(shí)，如果只考慮在滑移隔震結(jié)構(gòu)移動(dòng)方向的后端施加水平動(dòng)力荷載，摩擦阻力的累計(jì)增加將會(huì)使頂部基礎(chǔ)梁產(chǎn)生很大的拉力或者壓力，從而導(dǎo)致頂部基礎(chǔ)梁受力不均勻，增加隔震層頂部基礎(chǔ)梁的軸向力和累計(jì)變形值，最終使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力和變形。各工況下的加載點(diǎn)布置見圖5，加載力的大小見表1。

圖5 理論加載情況下加載力及加載點(diǎn)布置

4.3 試推推力的設(shè)計(jì)及分級(jí)加載機(jī)制

在對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行試推時(shí)，試推力必須要大于等于最大靜摩擦力，上部結(jié)構(gòu)方可移動(dòng)。在已知摩擦系數(shù)的情況下，試推過程的推力設(shè)計(jì)值可按照式(1)和(2)進(jìn)行計(jì)算。

(1)

(2)

本文利用PKPM軟件對(duì)模型進(jìn)行了計(jì)算，得出了滑移隔震結(jié)構(gòu)底層各根柱子的軸力，根據(jù)式(1)和(2)計(jì)算出沿試推方向每條軸線上的加載力的大小及總加載力的大小，見表1。

表1 理論加載情況下各工況加載力(kN)

在滑移隔震結(jié)構(gòu)試推過程中，試推需遵循分級(jí)加載機(jī)制[9]。第一級(jí)加載到設(shè)計(jì)荷載的50%，后面便每級(jí)加載10%直至達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的80%，當(dāng)超過設(shè)計(jì)荷載的80%后，應(yīng)該每級(jí)加載5%，直至建筑物開始滑動(dòng)。

這樣便可以更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出實(shí)際試推荷載的大小從而確定滑移隔震結(jié)構(gòu)的摩擦系數(shù)。采用分級(jí)加載可以有效地防止結(jié)構(gòu)移動(dòng)過程中的偏移，并且結(jié)構(gòu)的振動(dòng)減小很多。

4.4 各工況下隔震層頂部基礎(chǔ)梁的受力和變形特征

本文利用SAP2000有限元分析軟件對(duì)三種工況下滑移隔震結(jié)構(gòu)的模擬加載進(jìn)行分析，研究滑移隔震結(jié)構(gòu)隔震層頂部基礎(chǔ)梁在千斤頂提供的試推荷載作用下的受力和變形特征，從而確定最佳的試推方案。在三種工況試推力的作用下，可以得到理論加載情況下各條軸線上基礎(chǔ)梁的最大軸向力和累計(jì)變形值，具體的數(shù)值見表2和表3，其中壓應(yīng)力為“-”，拉應(yīng)力為“+”；軸向壓縮變形為“-”，拉伸變形為“+”。

表2 理論加載情況下基礎(chǔ)梁最大軸力(kN)

由表2和表3可知，兩條軸線多點(diǎn)加載與單條軸線多點(diǎn)加載相比較，基礎(chǔ)梁最大軸向力和累計(jì)變形值可以減小40%左右；三條軸線多點(diǎn)加載與單條軸線多點(diǎn)加載相比較，基礎(chǔ)梁最大軸向力和累計(jì)變形值可以減小79%左右。因此采用分散布置試推點(diǎn)的方案可以有效地減小隔震層頂部基礎(chǔ)梁的最大軸向力和累計(jì)變形值，從而可以減小上部結(jié)構(gòu)的附加內(nèi)力和變形，并且可以在不影響承載力的情況下適當(dāng)?shù)販p小隔震層頂部基礎(chǔ)梁的截面尺寸，降低試推時(shí)的工程造價(jià)。

表3 理論加載情況下基礎(chǔ)梁累積變形值(mm)

與此同時(shí)，多條軸線多點(diǎn)加載與單條軸線多點(diǎn)加載相比較，采用多條軸線多點(diǎn)加載方案可以免去大噸位的頂推設(shè)備，能夠有效地控制頂部基礎(chǔ)梁的偏離，試推時(shí)基礎(chǔ)梁的水平推力可以減小很多，這樣便可以減少工具式鋼牛腿的截面尺寸。另外，采用多條軸線多點(diǎn)加載方案，可以對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)施加比較均勻的頂推力，可以保證施工過程中的安全。但是多條軸線多點(diǎn)加載需要較多的設(shè)備，操作水平要求比較高。

4.5 局部荷載作用和整體荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析

滑移隔震結(jié)構(gòu)試推過程中，在千斤頂推力和摩擦力共同作用下，結(jié)構(gòu)處于變速狀態(tài)，由此產(chǎn)生的加速度會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生額外的平移內(nèi)力，從而引起結(jié)構(gòu)的晃動(dòng)與傾斜。加速度過大，剪力超過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗剪承載能力，將會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂的現(xiàn)象，從而降低結(jié)構(gòu)的使用壽命和耐久性。因此，在對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)試推過程進(jìn)行受力分析時(shí)，不可忽略平移內(nèi)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，從而確保建筑物試推后的整體性和穩(wěn)定性。對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)在三種工況下的移動(dòng)加速階段進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，考慮到千斤頂?shù)幕爻?50 mm，本文建議勻速平移階段的試推速度(即加載階段末的速度)取2.5 mm/s，從而確定最大試推力為1 537 kN。

動(dòng)力響應(yīng)分析時(shí)，輸入的不同工況的加載時(shí)程與圖3是一致的，具體的荷載時(shí)程曲線為“倒V”型。荷載時(shí)程曲線的輸入時(shí)間步長(zhǎng)取為0.02 s，將試推力的荷載時(shí)程曲線的荷載時(shí)間步數(shù)據(jù)編制到Excel中，按照本文提到的三種工況試推布置方案，采用SAP2000有限元分析軟件對(duì)建筑物進(jìn)行試推過程中的動(dòng)力時(shí)程分析。由于試推荷載作用點(diǎn)分布在局部隔震支座處，因此本文將三種工況下的試推時(shí)程荷載看作是局部荷載作用。

整體荷載是指在全部軸線上所有節(jié)點(diǎn)處施加的荷載。本文根據(jù)水平動(dòng)力的大小，計(jì)算出試推過程中的振動(dòng)加速度時(shí)程曲線[8]，其加速度峰值為0.004 5 m/s2，進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析，其結(jié)果可看做整體荷載作用的響應(yīng)。SAP2000動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果如下：

(1) 局部荷載作用和整體荷載作用下最大加速度比較

圖6為局部荷載作用和整體荷載作用下最大加速度對(duì)比圖。從圖6可知，在試推時(shí)程荷載作用下，滑移隔震結(jié)構(gòu)的各層最大加速度均比較小。局部荷載(工況一、工況二和工況三)作用下，一、二、三層加速度相同，四層和五層加速度逐漸增大；整體荷載作用下，前兩層加速度相同，三、四、五層加速度逐漸增大。局部荷載作用下，隨著布置試推點(diǎn)的軸線數(shù)量的增多，上部結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)越來越小而且越來越接近整體荷載作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)。局部荷載作用下，滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位過程中產(chǎn)生的振動(dòng)加速度不再呈“K”型分布[1]，底部前三層的加速度比較小，頂層加速度比較大。工況一(單條軸線多點(diǎn)加載)和工況二(兩條軸線多點(diǎn)加載)大于工況三(多條軸線多點(diǎn)加載)作用下上部結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)。 分析結(jié)果表明滑移隔震結(jié)構(gòu)在試推時(shí)程荷載作用下的加速度比較小，對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)影響比較小，不會(huì)影響滑移隔震結(jié)構(gòu)日后的正常使用。

(2) 局部荷載作用和整體荷載作用下最大層間位移的比較

圖7 為局部荷載作用和整體荷載作用下最大層間位移反應(yīng)對(duì)比圖。從圖7可知，在工況二和工況三試推時(shí)程荷載作用下，滑移隔震結(jié)構(gòu)的各層最大層間位移基本上小于工況一試推時(shí)程荷載作用下的各層最大層間位移。局部荷載和整體荷載作用下，層間位移均是第一層比較大，上部各層逐漸減小。由于層間位移非常小，上部結(jié)構(gòu)各層之間幾乎沒有錯(cuò)動(dòng)，表現(xiàn)為上部結(jié)構(gòu)的整體平移運(yùn)動(dòng)。局部荷載作用下，隨著布置試推點(diǎn)的軸線數(shù)量的增多，上部結(jié)構(gòu)層間位移越來越小，而且越來越接近整體荷載作用下的結(jié)構(gòu)各層層間位移反應(yīng)?；聘粽鸾Y(jié)構(gòu)在試推時(shí)程荷載作用下，上部結(jié)構(gòu)層間位移相對(duì)比較小，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷比較輕微，不會(huì)影響建筑物的正常使用和外觀。

圖6 局部荷載作用和整體荷載作用下最大加速度對(duì)比

(3) 局部荷載作用和整體荷載作用下最大層間剪力的比較

圖8為局部荷載作用和整體荷載作用下最大層間剪力對(duì)比圖。從圖8可知，上部結(jié)構(gòu)各層最大層間剪力由底層向上層逐漸減小，在工況三試推時(shí)程荷載作用下，上部結(jié)構(gòu)各樓層的最大層間剪力小于工況一和工況二試推時(shí)程荷載作用下的各樓層最大層間剪力。局部荷載作用下，隨著布置試推點(diǎn)的軸線數(shù)量的增多，上部結(jié)構(gòu)的層間剪力越來越小而且越來越接近整體荷載作用下結(jié)構(gòu)的層間剪力。

綜上所述，在工況三(三條軸線多點(diǎn)加載)試推時(shí)程荷載作用下，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)小于工況一(單條軸線多點(diǎn)加載)和工況二(兩條軸線多點(diǎn)加載)試推時(shí)程荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，也最接近整體荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)。因此在對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行試推與復(fù)位時(shí)，應(yīng)該盡量將試推點(diǎn)分散布置在多個(gè)位置，這樣便可以使每個(gè)試推點(diǎn)就近克服摩擦阻力，減小試推過程中上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，從而不影響滑移隔震結(jié)構(gòu)日后的正常使用和耐久性。同時(shí)，局部荷載作用下，多條軸線多點(diǎn)加載可以減小上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，而且與整體荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)最為接近。

5 現(xiàn)場(chǎng)工程試推實(shí)測(cè)與分析

工程實(shí)例[5]選用位于西安市東南郊的青龍小區(qū)(西區(qū))C組團(tuán)的3號(hào)樓，此住宅的現(xiàn)場(chǎng)試推在國(guó)內(nèi)尚屬首例。本工程通過SAP2000有限元分析，將不同的試推方案進(jìn)行比較，以荷載分配值均衡為一組的原則，選取應(yīng)力分布集中，并且位移過大的角點(diǎn)，以及轉(zhuǎn)折點(diǎn)作為試推點(diǎn)，如圖9所示。該工程在二層、四層樓板完成及主體完成進(jìn)行三次試推，試推裝置采用工具式鋼牛腿。推力是通過一個(gè)推力平臺(tái)傳遞到各推力點(diǎn)，推力平臺(tái)上下各設(shè)置一個(gè)推力底座。具體方法是采用22個(gè)同步的油壓千斤頂分為6組進(jìn)行試推，同組千斤頂采用并接的方法，為保證千斤頂供油的同步性，所有千斤頂均采用等長(zhǎng)油路與油泵連接。本工程的試推荷載采用分級(jí)加載制度。試推時(shí)，為便于控制，各組千斤頂按荷載率同步加荷，推力分級(jí)施加，前期每級(jí)增量不大于估計(jì)“滑移推力”的20%，接近滑移推力前改為5%一級(jí)，以確?；仆屏Φ臏y(cè)讀誤差不大于5%?？紤]到推力作用的滯后現(xiàn)象，每級(jí)推力加完后應(yīng)保持?jǐn)?shù)分鐘，在此期間觀察上部結(jié)構(gòu)的水平變位。

試推中監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的縱向(沿推力方向)和橫向位移。位移用百分表測(cè)定，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在結(jié)構(gòu)的8個(gè)角的軸線的兩端，共設(shè)百分表16只。千斤頂和試推儀表布置如圖9所示。試推的水平位移的監(jiān)測(cè)結(jié)果見表4。

表4 試推水平位移表(mm)

由表4可知，當(dāng)荷載率接近92%時(shí)，全部滑移隔震層摩擦力均被克服，保持荷載困難，位移量迅速增加。通過計(jì)算，結(jié)構(gòu)的平均摩擦系數(shù)接近0.1，與預(yù)期值吻合；表4中的各軸線的位移始終均衡發(fā)展，表明合理的分散布置試推點(diǎn)的多條軸線多點(diǎn)加載方案是成功的，做到了千斤頂推力合力的作用線與滑移隔震支座最大靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力的合力作用線保持一致，且各條軸線在滑移時(shí)平移距離基本相同，使上部結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生整體扭轉(zhuǎn)。因此，合理地分散布置試推點(diǎn)的多條軸線多點(diǎn)加載方案基本可以滿足滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位的要求，可作為一種檢測(cè)滑移隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工效果的有效方法。

6 結(jié) 論

本文通過SAP2000有限元分析軟件對(duì)基礎(chǔ)滑移隔震框架結(jié)構(gòu)在不同工況作用下的試推與復(fù)位方案進(jìn)行了有限元分析，得出以下結(jié)論：

(1) 分析結(jié)果表明，采用多條軸線多點(diǎn)加載方案可以有效地減小隔震層頂部基礎(chǔ)梁的最大軸力和累計(jì)變形值，從而可以減小上部結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力和變形。

(2) 分析結(jié)果表明，采用多條軸線多點(diǎn)加載可以免去大噸位的頂推設(shè)備，能夠有效地控制頂部基礎(chǔ)梁的偏離，試推時(shí)基礎(chǔ)梁的水平推力可以減小很多，這樣便可以減少工具式鋼牛腿的截面尺寸。另外，采用多條軸線多點(diǎn)加載方案，可以對(duì)滑移隔震結(jié)構(gòu)施加比較均勻的頂推力，可以保證施工過程中的安全。

(3) 分析結(jié)果表明，局部荷載作用下，多條軸線多點(diǎn)加載可以減小上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，且與整體荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)最為接近。

(4) 工程實(shí)例試推的結(jié)果分析表明，盡量分散布置試推點(diǎn)的多條軸線多點(diǎn)加載方案基本可以滿足滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位的要求，可作為一種檢測(cè)滑移隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工效果的有效方法。

[1] 熊仲明，王清敏，豐定國(guó)，等.基礎(chǔ)滑移隔震房屋的計(jì)算研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，1995,28(5):21-30.

XIONG Zhong-ming，WANG Qing-min，F(xiàn)ENG Ding-guo，et al.Study on the calculation of brick masonry structure base isolated with sliding layer[J].China Civil Engineering Journal，1995，28(5): 21-30.

[2] 熊仲明，王清敏，豐定國(guó)，等.基礎(chǔ)滑移隔震房屋計(jì)算恢復(fù)力曲線的確定[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).1999，31(2): 145-148.

XIONG Zhong-ming，WANG Qing-min，F(xiàn)ENG Ding-guo，et al.Cure for restoring force calculation defined[J].Journal of xi’an University of Architecture and Technology(Natural Science Edition)，1999，31(2): 145-148.

[3] 熊仲明，霍曉鵬，蘇妮娜.一種新型基礎(chǔ)滑移隔震框架結(jié)構(gòu)體系的理論分析與研究[J].振動(dòng)與沖擊，2008，27(10): 124-129.

XIONG Zhong-ming，HUO Xiao-peng，SU Ni-na.Theoretical analysis of a new kind of sliding base isolation frame structure[J].Journal of Vibration and Shock，2008，27(10): 124-129.

[4] 韋俊，熊仲明，秦培晟，等.具有限位裝置的滑移隔震框架結(jié)構(gòu)在碰撞前后單向和雙向地震反應(yīng)分析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，44(6):811-817.

WEI Jun，XIONG Zhong-ming，QIN Pei-sheng，et al.Unilateral and bilateral seismic response analysis of sliding base isolation frame with equipment of sliding-limit under collision responses[J].Journal of xi’an university of Architecture and Technology(Natural Science Edition)，2012，44(6): 811-817.

[5] 熊仲明，俞茂宏，王清敏，等.基礎(chǔ)滑移隔震房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用的理論研究[J].振動(dòng)與沖擊，2003，22 (3): 50-54.

XIONG Zhong-ming，YU Mao-hong，WANG Qing-min，et al.Theoretical study on design and application of sliding base isolation structure [J].Journal of Vibration and Shock，2003，22 (3): 50-54.

[6] 張百槐，郭起坤.隔震住宅滑移層性能現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].工程抗震，1994(4)：8-10.

ZHANG Bai-huai，GUO Qi-kun.Field test study of slip layer performance in base isolation residence[J].Earthquake Resistant Engineering，1994(4)：8-10.

[7] 張文芳.多層磚房基礎(chǔ)滑移隔震的試驗(yàn)、理論分析和應(yīng)用研究[D].南京：東南大學(xué)，1999.

[8] 高俊江.滑移隔震結(jié)構(gòu)試推與復(fù)位系統(tǒng)的理論研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2011.

[9] 王長(zhǎng)安，衛(wèi)龍武.坡道旁建筑物后退平移工程實(shí)例[J].建筑科學(xué)，2007,23(11)：86-88.

WANG Chang-an，WEI Long-wu.Slip moving of a building with different depth of foundation embedment on ramp-slide[J].Building Science，2007，23(11)：86-88.