01算例
截取某大底盤多塔隔震結(jié)構(gòu)典型隔震塔樓部分進(jìn)行分析，丙類建筑，設(shè)防烈度8度（0.2g），iii類場(chǎng)地，地震分組第二組，特征周期tg為0.55s。采用疊層橡膠支座隔震，隔震層設(shè)置在第6層，共布置32個(gè)隔震支座，結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。
圖1 結(jié)構(gòu)模型圖
02水平向減震系數(shù)計(jì)算
選取2組人工地震動(dòng)(r1、r2)及5組天然地震動(dòng)（t1~t5），按設(shè)防地震水準(zhǔn)（峰值加為200cm/s²）施加地震作用。采用隔震結(jié)構(gòu)直接分析設(shè)計(jì)sausg-pi軟件中分部設(shè)計(jì)方法及快速非線性算法進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，其中非隔震模型由軟件自動(dòng)生成，邊界條件取上支墩底部鉸接。
sausg-pi軟件可“一鍵”計(jì)算完成水平向減震系數(shù)，結(jié)果如表1~2所示。
表1 樓層剪力x向水平向減震系數(shù)
表 2 樓層剪力 y 向水平向減震系數(shù)
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)x向水平向減震系數(shù)為0.22，y向水平向減震系數(shù)為0.24，本結(jié)構(gòu)的水平向減震系數(shù)取為0.24。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50011-2010）第12.2.5條的規(guī)定，本工程上部結(jié)構(gòu)水平地震作用可以降低一度設(shè)計(jì)；根據(jù)第12.2.7條的規(guī)定，本工程上部結(jié)構(gòu)抗震措施可以降低一度設(shè)計(jì)；隔震后的水平地震影響系數(shù)最大值αmax1取為0.08。
03分部設(shè)計(jì)方法
將隔震模型去除隔震支座及以下裙房，上支墩底部取鉸接，作為非隔震結(jié)構(gòu)，采用pkpm-satwe進(jìn)行反應(yīng)譜分析，將水平地震影響系數(shù)最大值設(shè)為0.08；為進(jìn)行計(jì)算結(jié)果對(duì)比，在sausg-pi軟件中采用上述7條地震動(dòng)進(jìn)行小震彈性時(shí)程分析，峰值加速度取7度（0.1g）對(duì)應(yīng)的35cm/s²。各條地震動(dòng)的樓層剪力如圖2所示，其中為對(duì)比樓層結(jié)果，對(duì)應(yīng)去除隔震支座后的樓層號(hào)不變，隔震層上樓層為第7層。
圖2 分部設(shè)計(jì)法各地震動(dòng)的樓層剪力
04直接分析設(shè)計(jì)法
采用上述7條地震動(dòng)在sausg-pi軟件中進(jìn)行中震動(dòng)力時(shí)程分析，峰值加速度取8度（0.2g）對(duì)應(yīng)的200cm/s²，考慮隔震支座的非線性屬性。各地震動(dòng)的樓層剪力如圖3所示。
圖3 中震下各地震動(dòng)直接分析設(shè)計(jì)的樓層剪力
05計(jì)算結(jié)果對(duì)比
分部設(shè)計(jì)方法與直接分析設(shè)計(jì)方法兩個(gè)方向樓層剪力的平均值及對(duì)比如圖4所示，其中分部設(shè)計(jì)方法兩個(gè)方向的樓層剪力以“小震-x”及“小震-y”表示，直接分析設(shè)計(jì)方法兩個(gè)方向的樓層剪力以“中震-x”和“中震-y”表示；直接分析設(shè)計(jì)與分部設(shè)計(jì)方法兩個(gè)方向樓層剪力比值分別以“x向”和“y向”表示。
圖4 直接分析設(shè)計(jì)與分部設(shè)計(jì)樓層剪力比較
06結(jié)論
1）隔震結(jié)構(gòu)直接分析設(shè)計(jì)方法得到的樓層剪力總體要大于分部設(shè)計(jì)方法的結(jié)果，各層剪力比值在0.93~1.73倍左右；
2）由于直接分析設(shè)計(jì)方法直接考慮了隔震支座的非線性屬性，所以地震作用相比分部設(shè)計(jì)方法增大了200/35=5.7倍，但樓層最大剪力比僅為1.73倍，個(gè)別樓層剪力比小于1.0；
3）采用設(shè)防地震作用下的直接分析設(shè)計(jì)方法更加符合隔震結(jié)構(gòu)真實(shí)受力狀態(tài)，也符合即將發(fā)布的《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定；
4）相較于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，層間隔震結(jié)構(gòu)采用分部設(shè)計(jì)方法可能存在設(shè)計(jì)結(jié)果更加偏于不安全的情況；
5）采用隔震結(jié)構(gòu)直接分析設(shè)計(jì)sausg-pi軟件，可以方便并更加準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)層間隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。