本技术涉及一种高层建筑防倾覆隔震系统,属于建筑工程技术领域。该系统包括基础之上的剪力墙和框架结构,剪力墙直接与基础相连。
背景技术
基隔震技术通过在建筑物基础或特定部位设置隔震装置,如橡胶隔震支座、滑动隔震支座等,将建筑物与地面或建筑物上下部分隔开。当地震发生时,这些隔震装置能够有效地隔离地震能量的传递,使大部分地震能量无法直接传递到建筑物上,从而降低建筑物所受到的地震作用。通过隔离地震能量传递、延长结构自振周期和消耗地震能量等方式,有效地降低建筑物在地震中的响应,提高建筑物的抗震安全性。如今,基础隔震技术已实现大规模应用,其应用领域涵盖砌体结构、框架结构、框架剪力墙结构等常规建筑类型,同时在桥梁、工业建筑等领域也发挥重要作用。
传统的框架剪力墙隔震结构主要包含六个部分。上部结构是建筑物的主体部分,承担使用功能,为人们提供居住、工作等空间。下部结构包括基础、地下室等,为整个建筑提供稳定的支撑。在基础隔震结构中,下部结构需要承受上部结构和隔震层传递下来的竖向荷载。隔震层作为基础隔震结构的核心构成部分,主要由隔震支座等元件组成,可有效阻挡地震能量向上部结构的传递。隔震支座具备强大的水平变形能力,在地震发生时能够产生柔性变形,进而消耗地震能量。
在近场脉冲型地震和远场长周期地震的作用下,结构的侧向变形大,隔震支座容易被拉坏,结构也容易发生倾覆。近场脉冲型地震具有高能量脉冲、短持时高峰值加速度以及显著的速度脉冲效应等特性。此类型地震瞬间释放出的巨大能量对传统框架剪力墙结构产生强烈冲击,致使结构的侧向变形在短时间内急剧增大。在这种情况下,隔震支座需承受巨大的水平力与变形,极有可能超出其设计承载能力而被损坏。与此同时,结构整体所受水平力的不平衡状态加剧,使得结构发生倾覆的风险大幅提升。远场长周期地震则富含长周期成分且持续时间较长,易与传统框架剪力墙结构的自振周期相接近,从而引发共振现象。长时间的晃动导致结构的侧向变形不断累积,隔震支座在持续的变形作用下易出现疲劳损伤,进而破坏。此外,长周期地震动所带来的较大倾覆力矩进一步加大了结构发生倾覆的可能性。
实现思路