[發明專利]一種地鐵上蓋建筑物振震一體化控制結構及設計方法

有效

• 申請號: 201810042992.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108301523B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張同億;秦敬偉;胡明祎;黃偉;蘭日清;唐瓊;柴萬先;付仰強;祖曉臣;李穎
• 申請（專利權）人: 中國中元國際工程有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 11583 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李麗

1.一種地鐵上蓋建筑物振震一體化控制結構的減振和抗震設計方法，其特征在于：步驟如下：

(1)將建筑物和隔振層作為整體結構建模，計算整體結構各階振型的基本頻率和振型質量參與系數；

(2)對整體結構施加靜力荷載，進行重力作用靜力計算，計算各支點的支反力，依據支反力初選鋼質彈簧減振器；

(3)進行初步隔振分析和設計，通過整體結構模態計算，反復比較調整豎向剛度，確保整體結構整體振型質量參與系數最大化，滿足振動容許值和舒適度容許值；

(4)進行罕遇地震驗算，施加粘滯阻尼器，以滿足隔振層變形協調；

(5)對初步設計的鋼質彈簧減振器和粘滯阻尼器分別進行定型分組剛度優化，二次振動控制驗算和抗震設防驗算，使得整體結構滿足減振和抗震綜合要求；

(6)進行整體結構的細化；

其中，所述一體化控制結構包括建筑地基、建筑物基礎、建筑物基礎與建筑地基之間的隔振層，所述隔振層包括鋼質彈簧減振器和粘滯阻尼器，所述鋼質彈簧減振器設置在建筑物主體結構柱下方對應的位置，所述粘滯阻尼器連接在建筑物基礎與建筑物周圍的建筑地基之間。

2.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(1)的整體結構建模采用振動控制FE有限元建模。

3.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(2)的靜力荷載為恒荷載和0.5活荷載之和，所述鋼質彈簧減振器的初選包括減振器承載力和數量的選擇，將各支點支反力除以豎向最大變形得到各支點豎向彈簧剛度，從而初步確定各支點鋼質彈簧得數量，進而確定所需的減振器承載力和減振器數量。

4.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(3)，通過整體結構模態計算，反復比較調整豎向剛度，確保整體結構整體振型質量參與系數最大化，滿足振動容許值和舒適度容許值。

5.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(4)，通過地震反應譜分析，驗算整體結構在罕遇地震作用下是否滿足要求，如不滿足要求，施加粘滯阻尼器，保證整體結構頂部最大變形值、層間位移角、鋼質彈簧減振器側向變形同時滿足要求。

6.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(5)，根據設計需要，結合鋼質彈簧減振器的產品規格性能，對初步計算的鋼質彈簧減振器和粘滯阻尼器分別進行分組分類優化，確定參數，進行二次振動控制驗算和抗震設防驗算。

7.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述步驟(6)的整體結構的細化包括確定粘滯阻尼器的布置，所述粘滯阻尼器的布置原則是：分析整體結構側向變形最大的彈簧支座，將粘滯阻尼器布置在結構側向變形最大的彈簧支座處，將粘滯阻尼器沿建筑物周邊進行橫向和縱向的雙向布置，提高整體結構在地震作用下的抗扭能力。

8.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：在建筑物地下部分的建筑物外墻側面設置隔振縫，在隔振縫內填塞聚苯類材料，增強阻尼特性，起到側向耗能減振作用。

9.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于：所述鋼質彈簧減振器為多個，所述粘滯阻尼器為多個。