大底盘多塔楼连体高层建筑基础隔震研究

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处于强震区的多塔楼连体高层建筑,当采用传统抗震设计时,因地震作用下各塔楼间的相对位移过大,往往使得连体建筑方案难于实施。通过采用基础隔震、连体柔性连接等手段有望解决这一问题,为丰富强震区城市建筑形式提供了有效途径。本文结合地处强震区某城市的大底盘三塔楼连体高层建筑的设计方案,针对采用大直径隔震支座(铅芯支座和滑板支座)组成基础隔震、塔楼与连体柔性连接等措施,建立4种情况的有限元数值模拟分析力学模型,即大底盘多塔楼抗震结构、大底盘多塔楼基础隔震结构、大底盘多塔楼连体基础隔震结构、大底盘多塔楼连体抗震结构方案。采用时程分析法,考虑多遇、设防和罕遇三种地震水准、3组三向地震动记录输入,对4种模型进行了地震反应分析。通过对比分析前两个模型的结果,得到结构隔震后的减震效果;对比分析后两个模型,得到添加连接体部分后对各塔楼的影响。本文的主要研究结论如下:(1)大底盘多塔楼高层抗震结构在地震作用下楼面加速度放大作用明显,罕遇地震单向作用时,主副塔在连接层的相对位移可达到217.9mm,各塔楼拟设连体高程处主副塔间相对位移很大,无法设置连体。(2)选用大直径的铅芯支座搭配滑板支座共同组合成隔震层,具有水平极限位移大,水平刚度适度的特点,满足高层建筑隔震的需求。分析滑板支座时,需要考虑自重、竖向地震作用等因素引起滑动面法向力变化对摩擦力的影响。(3)基础隔震后各楼面的加速度显著降低,减震率在54.66%以上;且地震放大系数显著降低。罕遇地震作用下,隔震支座位移和承载力在限值范围内,边角处支座未出现拉力,保证结构的稳定性,不会产生倾覆。大底盘多塔楼高层结构基础隔震方案是可行的。(4)隔震后各塔楼拟设连体高程处相对位移明显变小,添加连接体后,结构的相对位移仅为无连接抗震结构的28.8%,为设置连体创造条件。(5)添加柔性连接的网架连体结构后,对结构楼面加速度,层间剪力等影响较小。隔震后塔楼间相对位移在柔性连接位移限值范围之内。
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