隔震建筑构造不规范的影响分析


   在已应用的隔震工程中存在一些隔震层建筑构造不规范的现象,项目组通过现场调研,发现不同类型的隔震层构造不规范,并对实际工程的基础隔震与非隔震体系及隔震层不规范的构造增加隔震层刚度的程度进行了分析对比,得到隔震层不规范的建筑构造对隔震建筑的减震效果影响较大,必须采取必要措施保证按正确的建筑构造实施。总结如下:

  由于隔震层构造的不规范做法,隔震层刚度产生了不同程度的增大(增量最大能达到300%)。随之导致上部结构的响应也发生很大的增大。
  分析案例1:高校宿舍楼
  该工程为七层框架结构,局部八层,井桩基础,建筑面积9449.56㎡,建筑高度23.73m,矩形平面布置,建筑结构长度41.35m×2,中间设伸缩缝,建筑宽度17.65m。工程等级为丙级,抗震设防烈度为八度,建筑结构类别为乙类。
考虑总结出的各种不同隔震层的不规范作法,将隔震层的刚度按正常隔震刚度分别按增加5.5%、50%、100%、200%、300%的工况,选用El-Centro波分析结构在小震作用下的响应,结果表明:,随着隔震层刚度的增加,上部结构的反应峰值也随着增大,在任一时间增加了隔震层刚度的反应都比正确隔震的反应峰值大,在图中在某些时刻加速度的峰值超过了不采取隔震技术的一般抗震建筑反应峰值。

   分析案例2:医院住院楼
   该隔震钢筋混凝土框架结构,地上六层。一层层高为3.9m,二~五层3.6m,六层4.2m;楼盖为梁板体系,板厚200mm,梁和柱的截面积分别为400mm×600mm和700mm×700mm。混凝土强度等级为C30。梁、柱纵筋均采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级。设防烈度8度,设计地震分组为第二组,设计基本加速度0.2g。场地土为Ⅱ类,场地特征周期取
       分别考虑各种不同隔震层的不规范作法,研究结构在EL-centro波作用下的响应。
   1. 结构电梯井接地


   当结构的电梯井接地时,随着层数的增高,结构的顶层加速度呈现上升趋势,而且上升的速度很快,平均每层的增大倍数约为2~3倍。表明该结构隔震效果良好,在地震来临时结构产生整体平动。对结构的安全性和使用性影响较小。

     

   当隔震结构出现电梯井接地这样较为严重的隔震层构造不规范性时,在地震来临时,结构的层间位移随着结构层数的增大呈现递增趋势。相比规范隔震结构,其起始层的层间位移约为规范隔震结构的4~4.5倍,并且随着层数的增大而趋近于未隔震结构,而顶层的层间位移值甚至和为隔震结构重合。当地震来临时不能起到隔离地面运动的作用,增大了该隔震结构破坏的风险。
   2. 结构避雷针接地

   正常隔震结构随着层数的增高加速度呈上升趋势,但是上升趋势小于0.02m/s2,结构整体仍然呈整体平动。而在结构出现隔震层避雷针接地之后,上升趋势有所增大,但是仍然很小,小于0.015m/s2,避雷针等小刚度物件出现在构造层时,对结构隔震效果影响较小。

   由于避雷针为铁皮所制,刚度较小,对结构的隔震效果影响也较小。结构的层间位移相比正常隔震结构的层间位移变化较小。
   3. 结构墙裙与主体结构相连

     

   在结构墙裙与主体结构相连时,结构每层的加速度随着层数的增大而增大,底层加速度更是达到了顶层加速度的4倍以上。这样一来,结构的安全性就无法保证了。

     

   相较于正常隔震结构,该种不规范作法的隔震结构的层间位移则变化很大。地震来临时上部结构的层间位移不断加大,该结构不能产生理想的整体平移,安全隐患巨大。
   4. 地下管道未安置软管

     

   正常隔震结构随着层数的增高加速度呈上升趋势,但是上升趋势小于0.02m/s2,结构整体仍然呈整体平动。在结构出现隔震层管道设置错误时,上升趋势有所增大,但是仍然很小,小于0.015m/s2,地下管道未设置软管等小刚度物件出现在隔震层时,对结构隔震效果影响较小。

     

   当隔震结构的地下管道未设置软管时,对该结构的隔震效果也是会产生影响的。但由于地下管道的刚度较小,故对隔震结构的隔震效果影响较小。
5. 室外楼梯接地

     

   由图13~14可见,隔震结构的构造应与非隔震结构的构造相区别开来。对于正常隔震结构,无论是该结构的加速度和层间位移,其增长趋势都较为缓慢,而当隔震结构出现室外楼梯未和结构主体分离时,随着楼梯的刚度不同,对该结构的影响也是不同的。因此,该构造对整个结构的隔震效果的影响是不容忽视的。
   6. 无障碍通道与结构主体相连

     

   由图15-16可知,当隔震结构出现室外无障碍通道和主体结构未分离性时,该结构的加速度和层间位移均比正常隔震结构大,从而影响了隔震效果。
   7. 结构外墙堆放杂物

   隔震结构外墙堆放杂物时,引起隔震层刚度约为正常隔震结构的刚度的2~2.5倍,从而该结构的层间位移相比正常隔震结构亦有所增大。与此同时,该隔震层构造不规范结构的顶层加速度相比底层增大倍数约为2倍左右。随着层数的增大,结构的加速度亦随之增大,地震来临时随着地震波产生加速运动,影响结构的安全性及使用功能。故隔震结构外墙应尽量避免堆放任何杂物。