基础隔震多层钢框架结构地震反应分析

多层钢结构厂房“自震”产生原因及解决措施应用研究—以南通市某五层钢框架厂房项目为例摘要：钢结构因其质量轻盈、便于运输、施工周期短等优点在民用建筑、工业建筑、市政工程中被广泛应用。

也因为其质量轻、延塑性高等特点，使钢结构建造的房屋更容易受到风荷载，地面震动，雪荷载等外界环境影响，使得建筑物使用的舒适度及安全性大打折扣。

所以，在设计施工前选择正确的结构体系、合理的连接做法，可以在以后的使用过程中避免许多不必要的麻烦。

本文将通过多层钢结构厂房项目具体案例，对多层钢框架“自震”的原因进行分析，并提出最终解决钢框架“自震”的方案。

现场根据我方提供的加固方案对厂房整体进行加固，完成后原先的震感消失，经检测单位检测，改造后的房屋已完全符合国际标准。

现在已经投入正常的生产和使用当中也能满足。

关键词：多层钢框架厂房；自震；原因分析；解决方案引言近几年，随着我国工业进程的蓬勃发展，各式各样的工业厂房出现在人们的视野里。

有些需要无阻碍的操作面积，有些需要很高的操作空间，有些需要重型吊车来吊运物品，有些则需要解决易爆物品的储存。

大跨度、高层高、带吊车、能泄爆等实质性的问题便摆在了广大设计人员面前。

钢结构建筑便可以最好地解决以上的问题。

但是钢结构房屋的种类有很多，性能也各不相。

有门式钢架轻型钢结构厂房、重型钢结构厂房、排架结构厂房、钢框架结构厂房以及格构式钢结构厂房等。

选择正确的结构形式和连接方式，不仅可以节省不少的建设成本，更能在以后的施工、使用中减少很多的问题，避免许多不必要的麻烦。

1、多层钢结构厂房项目概况本项目建设于江苏省南通市如皋港东升石材产业园内，建筑为一栋5层钢框架厂房，以钢结构框架形式为主体结构，主体抗震为七度设防烈度，抗震等级为四级。

基础形式以独立柱下基础和条形墙下基础为主，基础下采用水泥土搅拌桩对地基土进行处理，楼板为混凝土组合楼板。

加固前房屋主体已封顶（外围玻璃幕墙未安装、砖墙未砌筑），房屋一、二层楼面震感不明显，三层及以上的楼面均存在不同程度震感,以上下震动为主要震动方向（经专业机构检测），且震动幅度随着楼层增高而加大，站在楼面有明显震感，房屋体验感很差。

工程抗震与加固改造２００９年１０月度。

由此可见，部分地区的实际地震烈度已达到本地区设防水准的罕遇地震，部分地区则大大超过当地设防水准的罕遇地震。

从各地的震害看，经过抗震设计的房屋基本上经受住了地震考验。

在中低影响烈度区，如德阳市、绵阳市和广元市，影响烈度虽然已达到设计的罕遇地震，但建筑物基本完好或轻微破坏。

而高影响烈度区，影响烈度达到或超过设计罕遇地震的地区，如都江堰市，有一些建筑倒塌或严重破坏，倒塌建筑分散，没有出现集中大面积倒塌的现象。

在震中区的北川县和映秀镇，地震影响烈度高达１１度，全部倒塌和部分倒塌的建筑数量较多，但仍可看倒数量不少的未倒塌房屋，这些房屋为研究特大地震时房屋的抗倒塌，提供了很好的案例。

在倒塌和严重破坏的结构中，钢筋混凝土框架结构一直是被认为抗震性能较好，因此其破坏倒塌的原因受到结构工程师的格外关注。

本文通过框架结构震害介绍和分析，探讨汶川地震中钢筋混凝土框架产生倒塌和破坏的原因以及解决办法，以期对设计人员有所帮助。

２框架结构震害震区的框架结构用于商业建筑、办公楼、学校教学楼和住宅，总体看框架结构表现良好，特别是高层框架发生倒塌破坏的很少。

如都江堰国堰宾馆为１２层框架结构（图１），地震中结构只是柱头和梁端上有些裂缝，填充墙部分损坏，而它抵御的是８～９度的实际地震烈度。

３。

６层的低层框架的表现不如高层框架，出现了多种破坏类形。

图１都江堰国堰宾馆Ｆｉｇ．１ＧｕｏｙａｎＨｏｔｅｌｉｎＤｕｊｉａｌｉｇｙａｎ２．１框架结构整体倒塌图２为都江堰市完全倒塌的３层框架，调查发现，框架柱截面较小，梁截面较大，同时梁中的配筋明显比柱中配筋大得多（图３）。

图４为底部１—２层倒塌的５层框架结构，该建筑临街，底层层高较高，作为商业用房，比较空旷，２层以上为居民住宅。

图５为６层单跨框架，２～５层近一半倒塌，这种结构形式在２００１年颁布的高规中已明文规定不宜采用。

图２完全倒塌的３层框架Ｆｉｇ．２ＩｎｔｅｇｒａｌＣｏｌｌａｐｓｅｏｆｔｈｒｅｅｓｔｏｒｙｆｒａｍｅ图３倒塌框架梁柱节点Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｃｏｌｕｍｎａｎｄｂｅａｍｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｆｒａｍｅ２．２框架结构产生薄弱层破坏这是本次地震中框架破坏数量较多一种形式。

基于Benchmark模型的基础隔震地震响应分析摘要：基于第三阶段Benchmark问题的三层钢框架结构模型的基础上，采用ETABS建立三层钢框架的三维有限元模型，基于此模型进行基础隔震设计，并进行非线性时程分析，对比隔震与非隔震的地震响应。

研究结果表明：隔震结构的楼层剪力和楼层位移角均远小于非隔震结构，充分体现了隔震结构的优越性。

关键词：Benchmark；基础隔震；地震响应；高烈度区引言结构振动控制的概念最早是在1972年由美籍华裔学者姚治平（Yao J T P）[1]提出的。

其主要思想是使结构和控制系统共同抵御外界动荷载的作用，达到控制结构形态，减轻结构动力响应的目的。

据是否需要外界能源，结构控制分为以下四类[2]：被动控制系统、主动控制系统、半主动控制系统和混合控制系统。

结构振动算法的控制效果与结构和控制系统的多种因素有关，其中包括环境作用、结构特性、控制装置—作动器、观测状态以及作动器位置和数量等。

通过对实验的方法对各种控制算法有一个公认的比较和评价往往是比较困难的，这就促使了结构振动控制Benchmark模型仿真的研究与发展。

美国土木工程学会结构控制委员会分别于1997年、1999年和2004年提出了第一代、第二代、第三代基准建筑物[3]。

为使相关研究成果建立在一个标准的平台上，对第三阶段Benchmark模型中的三层钢框架采用基础隔震技术措施，分析其地震响应及其震动控制效果。

1、三层钢框架Benchmark模型第三阶段地震作用非线性Benchmark研究对象来自于美国SAC为加州地区设计的三幢钢结构建筑，它们分别代表了按加州规范设计的低、中、高三种典型钢结构建筑[4]。

SAC设计的3层钢结构平面尺寸为36.58m×54.87m，高11.89m，东西向6跨，南北向4跨，每跨跨距均为9.15m。

采用ETABS软件进行隔震结构与原结构的非线性动力分析，分析模型中梁、柱均采用空间杆单元，采用ETABS软件提供的橡胶隔震支座单元Isolator1+Gap单元并联进行模拟隔震支座。

钢结构设计减震隔震技术分析发布时间：2023-05-30T00:57:18.005Z 来源：《新型城镇化》2023年10期作者：游志华[导读] 本文就钢结构减震隔震设计方面做出了一些研究，主要从钢结构抗震设计原则、钢结构减震隔震设计和钢结构减震隔震技术的优化及应用三方面做出分析，希望能为各位同行带来一些启发。

身份证号码：410603199009xxxxxx 广东省深圳市 518000摘要：在建筑结构设计的各种工况中，地震对于建筑物的破坏性是比较严重的。

为了降低地震对建筑物的影响，更好的保存建筑的完整性，在建筑的设计施工中，适当加入减震隔震技术，可以使建筑物得到更好的抗震性能，本文就钢结构减震隔震设计方面做出了一些研究，主要从钢结构抗震设计原则、钢结构减震隔震设计和钢结构减震隔震技术的优化及应用三方面做出分析，希望能为各位同行带来一些启发。

关键词：钢结构建筑；减震隔震设计；不规则钢结构引言：抗震措施不到位，会导致建筑出现墙体开裂、倾斜、甚至坍塌等情况，严重影响建筑物内部及周边人员的生命财产安全。

然而地震无法避免的，地球上每年发生大大小小的地震总计有500多万次，其中只有5万次是人们可以感觉到的有感地震，每年发生可能造成破坏的中等以上地震约有1000次左右。

建筑结构设计过程中需要通过一些措施来减弱地震效应，减隔震技术是一种十分有效的技术，可以有效减轻地震对建筑造成的影响。

经过几十年的发展，钢结构在建筑中的应用已经十分广泛，因其材料轻质高强、变形性能优异等优点，在建筑结构抗震设计中表现出了出色的抗震性能，超高层建筑中更是多采用钢框架-核心筒结构形式进行结构设计，大型的体育场馆、机场等大空间大跨度屋盖结构也多采用钢结构进行结构设计。

因此，钢结构的抗震及减震隔震设计又成为建筑结构设计师们一个重要的研究方向。

一、钢结构抗震设计原则钢结构的抗震性能钢结构的抗震性能是建筑结构设计中的重要考虑因素。

钢结构具有出色的抗弯和抗剪能力，偏心受力能力强，材料质量轻强度高，能够在地震中快速、有效地反应和吸收地震作用力，减少建筑物受损；而且钢结构材料可以回收利用，减少了对环境的影响；甚至钢结构中一些关键构件可以进行更换，从而延长了整个结构的使用寿命。

框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析一、本文概述本文旨在深入研究框架结构在地震中的抗倒塌能力，特别是在汶川地震极震区的实际震害案例分析基础上，探讨框架结构的抗震性能和失效机制。

汶川地震是中国历史上一次具有极大破坏性的地震，其极震区的震害情况尤为严重，为我们提供了宝贵的震害数据和实际案例。

本文通过分析这些案例，旨在提升对框架结构抗震性能的理解，为未来的抗震设计和防灾减灾提供科学依据。

文章首先将对框架结构的基本特性和抗震设计原理进行概述，为后续的分析和讨论提供理论基础。

随后，将详细介绍汶川地震极震区的几个典型框架结构震害案例，包括震害现象、破坏程度和影响因素等。

通过对这些案例的深入分析，我们将揭示框架结构在地震中的倒塌机制和薄弱环节，探讨现有抗震设计方法的优点和不足。

在此基础上，文章将进一步研究提高框架结构抗地震倒塌能力的有效措施和方法。

结合震害案例的分析结果，我们将探讨如何优化框架结构的抗震设计，提高结构的延性、耗能能力和整体稳定性。

还将关注新型抗震材料和技术的应用，以期在未来抗震设计和防灾减灾工作中取得更好的效果。

本文将对研究成果进行总结，并提出对未来研究方向的展望。

通过本文的研究，我们期望能够为提升我国框架结构抗震性能提供有益的建议和参考，为保障人民群众生命财产安全做出积极贡献。

二、框架结构的抗地震倒塌能力分析框架结构作为一种常见的建筑结构形式，其抗地震倒塌能力一直是工程界和学术界研究的重点。

在汶川地震极震区的震害案例分析中，我们可以发现，框架结构的抗地震倒塌能力受到多种因素的影响，包括结构设计、材料性能、施工质量、地震动特性等。

从结构设计的角度来看，合理的抗震设计是提高框架结构抗地震倒塌能力的关键。

在汶川地震中，一些遵循了现行抗震设计规范的框架结构表现出了较好的抗震性能，能够在地震中保持结构的整体性和稳定性。

然而，也有一些框架结构由于设计上的不足，如结构布置不合理、节点连接不牢固等，导致在地震中出现了严重的破坏甚至倒塌。

钢结构框架的减震性能与地震工程在地震工程领域中，结构减震是一种有效的措施，可降低建筑物在地震作用下受到的损伤。

钢结构框架作为一种常见的建筑结构形式，具有较好的抗震性能。

本文将探讨钢结构框架的减震性能，并从不同方面分析其在地震工程中的应用。

一、钢结构框架的抗震特性钢结构框架由钢构件之间的连接构成，其抗震性能主要取决于材料的强度和钢构件间的连接形式。

相比传统的混凝土结构，钢结构框架具有以下几个优势：1. 高强度：钢材强度高于混凝土，能够承受更大的荷载；2. 高刚度：钢结构刚度大，对地震力的响应相对较小；3. 轻质化：由于钢材密度相对较小，相同荷载下的结构质量较轻，减少了地震作用下的惯性力；4. 施工周期短：钢结构可通过制作预制构件和现场焊接的方式进行快速施工。

二、钢结构框架的减震措施针对地震作用下建筑物的动力响应，可以通过以下减震措施改善钢结构框架的地震性能：1. 阻尼器的应用：阻尼器可通过耗散能量的方式减少结构的振动幅度，提高结构的减震性能。

常见的阻尼器有摩擦阻尼器和液压阻尼器等。

2. 隔震设备的引入：隔震设备将结构与地基分离，通过隔震层的能量耗散来减小地震力的传递，保护上部结构。

常用的隔震设备包括橡胶隔震支座和粘滞隔震支座等。

3. 改善结构刚度分布：通过调整结构的刚度分布，将其集中在主要荷载承担部位，减小其他部位的刚度，从而提高结构的减震性能。

4. 加强节点连接：结构的节点连接是其抗震性能的重要组成部分。

为了提高结构的整体抗震能力，应加强节点连接处的刚度和强度，防止节点失效。

三、钢结构框架在地震工程中的应用钢结构框架多用于高层建筑、工业厂房和大跨度结构等场所，其较好的抗震性能使其成为地震工程中的重要选择。

1. 高层建筑：钢结构框架在高层建筑中具有结构自重轻、强度高的特点，能有效抵抗地震力的作用，提供更安全的居住和工作环境。

2. 工业厂房：工业厂房常受到较大的水平荷载，钢结构框架能够提供灵活的结构形式，并能抵抗较大的地震力，确保生产设备和人员的安全。

基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析地震是一种常见的自然灾害，其对建筑物和基础设施的冲击力十分巨大。

为了提高建筑物的抗震能力，研究人员一直致力于开发新的结构设计和防护措施。

基础隔震结构是一种有效的防震技术，通过在建筑物和地基之间安装隔震装置，可以减少地震对建筑物的冲击力。

基础隔震结构的设计需要考虑多个方面，其中一个重要因素就是地震的多维性和平—扭耦联效应。

地震是一个复杂的多维运动过程，它在水平方向上会引起水平加速度、速度和位移，在垂直方向上会引起竖向加速度、速度和位移。

此外，地震还会引起建筑物的旋转和倾斜，即平—扭耦联效应。

因此，为了准确地评估基础隔震结构的性能，必须考虑地震的多维性和平—扭耦联效应。

多维地震反应分析是基础隔震结构设计中的关键步骤之一。

这种分析方法可以通过模型和计算技术来模拟地震对建筑物的影响，并预测结构在地震中的响应。

在进行多维地震反应分析时，首先需要建立一个准确的结构模型。

该模型应包括建筑物的几何形状、材料性能和结构连接等方面的信息。

接下来，可以使用数值方法，如有限元法或动力响应谱法，对建筑物进行地震响应分析。

通过这种方法，可以确定基础隔震结构在地震中的位移、加速度和反应力等关键参数。

另外一个重要的因素是平—扭耦联效应。

平—扭耦联效应是指地震引起的平面运动和扭曲运动之间的相互作用。

这种相互作用可能导致建筑物的非对称性，进而影响到基础隔震结构的性能。

为了考虑平—扭耦联效应，研究人员可以利用柔性基座的特性，对建筑物进行平面和扭曲耦联分析。

在进行分析时，需要考虑平面运动和扭曲运动之间的相互关系，并确定地震对建筑物的平面和扭曲位移的影响。

综上所述，基础隔震结构多维及平—扭耦联地震反应分析是一项重要的研究工作。

通过深入研究地震的多维性和平—扭耦联效应，可以提高基础隔震结构的设计准确性和性能。

然而，需要注意的是，在进行分析时，需要考虑地震的不确定性和结构参数的变动。