夹角45°L形结构隔震层顶板薄弱连接研究分析

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国家住建部强烈号召地震高烈度区的新建学校、医院等人员密集公共建筑“应优先采用减隔震技术进行设计”。云南省针对学校、医院应用隔震技术,是顺应地震工程科技发展潮流、推动我国工程防震减灾技术创新的必然趋势。由于建筑的美观要求和场地限制,隔震建筑的平面布置常常设计成不规则形状。楼面的不规则性,在地震发生时会产生应力集中,若隔震层顶板大面积产生应力集中,将对结构隔震产生非常不利的影响。L形隔震层的本质就是一种特殊的薄弱层,其角部重叠属于特殊薄弱部位。地震作用下薄弱连接板的连接宽度不同和薄弱连接板连接两端质量块质量比不同对隔震层顶板的影响大小不同。因此,对于L形隔震层的上部建筑结构做整体连接结构设计还是双塔结构设计是个值得思考的问题。目前并没有相关规范对此类问题提出相关规定。本文以云南省某夹角45°L形结构教学楼为基础。首先运用YJK软件分别建立两塔质量比分别为1:1、1:2、1:3、2:3的隔震层上部整体连接结构模型(薄弱连接板的连接宽度不同)和隔震层上部双塔结构模型。对各模型进行振型分解反应谱分析。分析结构的层间位移角、剪重比、周期比、位移比需满足规范要求。然后,依据YJK模型导入ETABS对非隔震时结构的质量、周期及层间剪力进行分析计算比较,需结果表明用于本工程隔震分析计算的ETABS模型与YJK模型基本一致之后进行隔震设计和时程分析。最后,利用ETBAS2016对隔震层上部整体结构和隔震层上部双塔结构,通过改变两塔的质量比以及薄弱连接部位的连接宽度,研究不同变量对隔震层顶板应力影响。研究结果表明:结构等长时,任意质量比的结构都可以设计为隔震层上部做整体连接结构;结构等高垂直边质量小于斜交边质量时,做隔震层上部整体连接结构且上部结构薄弱板连接宽度比最好为1/3;结构等高垂直边质量大于斜交边质量时,隔震层薄弱处楼板应力大面积超出规范要求,此时需做双塔结构设计。
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