南京地铁一号线南延线工程大学城段Ⅱ4区结构隔震设计

2022-12-09

1 工程概况

本工程为南京地铁一号线南延线车场及配套开发工程。建设地点位于一号线南延线末端, 南京市江宁区大学城科技开发园区11-01号地块。本文针对II4区结构开展隔震设计, 工程概况为:工程地点位于南京市江宁区大学城, 占地面积:6451.21m2, 建筑面积:33062.43m2, 在II4区共包括2栋住宅楼, 其平面尺寸分别为67.2m×12m和75.6m×12m, 高度为隔震房屋高21.6m, 车库平台高19.7m, 总高度41.3m。共7层, 层高为:底层5.9m, 二层4.65m, 三层9.15m, 四层1.9m, 五~顶层2.8m。场地类别:II类。设防烈度:7度。

本工程隔震结构设计总体目标为:车库大平台与上部开发住宅群之间的转换层采用层间隔震措施, 改善整个结构的动力特性, 提高下部平台和上部结构整体结构的抗震安全性能。同时, 在下部结构施工中可设置橡胶隔震支座预埋件, 方便总体结构分期建设的实施。

2 隔震支座的布置和选型

2.1 隔震支座平面布置

总体工程分为8个区, 不同分区之间设置了变形缝, 在布置橡胶支座时, 按照各区独立设计的原则进行。本工程II4区结构作为独立的结构进行计算、设计, 隔震层橡胶支座的平面布置见图1。本工程I I 4区结构隔震层共布置了57个橡胶支座, 共选择了4个型号。具体参见表1。

注:LRB-G4-D700-C140-Tr140表示带铅、橡胶材料剪切模量为G4 (即G=0.392MPa) 、直径700mm、铅芯直径140mm、橡胶层总厚度140mm的隔震橡胶支座;LRB-G 4-D 8 0 0-C160-Tr162表示带铅、橡胶材料剪切模量为G4 (即G=0.392MPa) 、直径800mm、铅芯直径160mm、橡胶层总厚度162mm的隔震橡胶支座。

2.2 阻尼器的布置和选型

本隔震工程设计中, 在隔震层布置了速度相关型粘滞流体阻尼器, 阻尼力与活塞的运动速度之间近似呈非线性关系:

式中, F为阻尼器输出阻尼力, 单位为 (kN) ;C为阻尼器的附加阻尼系数, 单位为k N/ (m/s) α;V为活塞运动速度, 单位为 (m/s) 。α为阻尼器速度指数。

鉴于在结构上附设的粘滞阻尼器是无刚度阻尼器, 可以在不影响隔震效果的基础上, 进一步减小结构的地震剪力与变形。本报告选择了隔震层加阻尼器的方式进行分析。

II4区结构阻尼器沿X向、Y向均匀布置。阻尼器布置数量及参数见表2, 阻尼器平面布置图见图1。

3 隔震结构计算与分析

本隔震设计采用目前国际通用的ETABS非线性版计算软件。根据委托方提供的PKPM设计结果, 建立隔震结构的ETABS计算分析模型, 对隔震结构进行动力非线性时程分析, 验证隔震结构的减震效果。所建立的该隔震结构空间杆系有限元计算模型参见图2。

图3显示了在多遇地震 (0.035g) 作用下的A塔在X向的水平剪力。由以上图表可见, 平台上部7层房屋V (隔) /V (非隔) 最大值为0.660, 平台下部3层房屋V (隔) /V (非隔) 最大值为0.750。即平台上部房屋水平剪力的减震控制效果可达34%~59%, 平台下部房屋水平剪力的减震控制效果可达25%~29%。

4 结语

本文介绍了南京地铁一号线南延线工程大学城段II4区结构隔震设计, 运用ETABS非线性版计算软件, 建立隔震结构的ETABS计算分析模型, 对隔震结构进行动力非线性时程分析, 验证隔震结构的减震效果。结构隔震层共布置了57个橡胶支座, 共选择了4个型号。在隔震层布置了速度相关型粘滞流体阻尼器。综合考虑了地震因素, 提出了对于橡胶支座以及粘滞流体阻尼器的合理布置, 达到了理想的隔震效果, 平台上部房屋水平剪力的减震控制效果可达34%~59%, 平台下部房屋水平剪力的减震控制效果可达25%~29%。

摘要：本文介绍了南京地铁一号线南延线工程大学城段Ⅱ4区结构隔震设计, 运用ETABS非线性版计算软件, 综合考虑了地震因素, 提出了对于橡胶支座以及粘滞流体阻尼器的合理布置, 达到了理想的隔震效果。

关键词：隔震设计,橡胶支座,粘滞流体阻尼器