1 工程概況
本項目位于平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)官莊村，建筑面積21636m2，建筑高度34.335m。主塔地上5層，層層向上收進，二層以上四角設(shè)四個副塔，無地下室，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。場地類別Ⅱ類，設(shè)計地震分組第三組，抗震設(shè)防烈度8度（0.20g），屬重點設(shè)防類（乙類）建筑。
延長結(jié)構(gòu)自振周期，減小結(jié)構(gòu)上部地震動輸入，提高結(jié)構(gòu)抗震安全性，保障貴重展品以及人民生命財產(chǎn)安全。隔震結(jié)構(gòu)主要抗震性能目標如下：1)上部結(jié)構(gòu)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度（7度，0.10g）進行設(shè)計；2)大震時上部結(jié)構(gòu)層間位移角小于1/100。
3 計算參數(shù)及隔震支座選型布置
3.1 計算模型
上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用YJK軟件，隔震分析采用ETABS軟件，使用ETABS中的連接單元“rubber isolator”模擬橡膠隔震支座。ETABS計算模型由YJKETABS程序轉(zhuǎn)換得到，然后在柱底施加隔震支座和邊界條件，隔震后計算模型如圖1所示，結(jié)構(gòu)含一個主塔（T1）和四個副塔（T2~T5）。
圖1結(jié)構(gòu)有限元模型
首先校核ETABS模型的準確性，將EATBS和YJK非隔震模型計算得到的質(zhì)量、周期、層間剪力進行對比，結(jié)果表明，兩個程序計算所得相關(guān)參數(shù)誤差均在5%以內(nèi)，且個別差異源自程序自身統(tǒng)計方面的誤差（如坡屋面質(zhì)量統(tǒng)計等）。因此，認為用于本工程隔震分析計算的ETABS模型與YJK模型是一致的。
3.2 隔震支座布置及性能參數(shù)
本工程采用一柱一支座布置方法，選用天然橡膠支座（LNR）和鉛芯橡膠支座（LRB）兩種類型支座，根據(jù)以上原則，共使用LRB600（32個），LRB700（47個），LRB800（41個），LNR900（21個），LNR1000（15個），共156個隔震支座。隔震支座重力荷載代表值下壓應(yīng)力均不超過12MPa，基本呈雙軸對稱布置。隔震支座力學(xué)性能參數(shù)見表1。
3.3 地震波選取
本工程按照隔震前和隔震后模型分別選取7組地震波，包含5組天然波和兩組人工波，保證隔震前、后模型時程分析所得基底剪力的平均值與反應(yīng)譜法結(jié)果之比控制在1.05左右。時程分析和反應(yīng)譜法計算所得結(jié)構(gòu)基底剪力情況見表2，3。
4 隔震分析計算結(jié)果
隔震結(jié)構(gòu)與非隔震結(jié)構(gòu)的周期對比見表4，隔震后結(jié)構(gòu)周期明顯延長，阻尼比變大。采用隔震技術(shù)后，兩個方向的基本周期相差很小，表明隔震支座布置合理，剛度分布均勻。
本工程為多塔高層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)布置基本對稱，加設(shè)隔震支座后，結(jié)構(gòu)前兩階振型均為平動，且振型方向因子大于0.98，不存在塔樓偏置引起的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因此，時程分析地震波均按單向輸入。
4.2 罕遇地震隔震支座剪力和位移
將上述所選的兩套地震波加速度峰值按比例放大，進行隔震結(jié)構(gòu)大震彈塑性時程分析，結(jié)構(gòu)隔震支座剪力和位移取7組地震波的平均值，計算結(jié)果顯示，按非隔震模型所選地震波的計算結(jié)果明顯小于按隔震模型所選地震波的計算結(jié)果，前者基底剪力平均值大約是后者的0.65倍。保守起見，本工程以隔震后模型所選地震波計算結(jié)果為依據(jù)。
本工程罕遇地震作用下隔震支座的水平向最大平均位移為314＜330mm（直徑600支座的最大允許變形600×55%=330）。支座選取滿足結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的水平變形要求。
5 抗風驗算及抗震設(shè)計
5.1 抗風驗算
本工程風荷載作用下隔震層的水平剪力標準值Vwk=1249kN，結(jié)構(gòu)總重力的10%即0.1×63380×9.81=62175kN，隔震層的屈服承載力VRw=90.4×32+123.1×47+160.8×41=15271kN。即1.4Vwk<><>，滿足相關(guān)規(guī)范要求。
5.2 抗震設(shè)計
隔震層以上結(jié)構(gòu)按本地區(qū)設(shè)防烈度降低一度（7度0.10g）進行抗震設(shè)計，不再贅述。
6 大震彈塑性時程分析及性能評估
《抗規(guī)》第5.5.2條規(guī)定，采用隔震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算。用ETABS軟件對按照上述要求設(shè)計的上部結(jié)構(gòu)進行大震彈塑性分析，其中梁、柱采用集中塑性鉸模型，普通橡膠支座假定為彈性，鉛芯橡膠支座選用無剛度退化的標準二折線恢復(fù)力模型，得到結(jié)構(gòu)層間位移角分布如圖2所示。
7 支墩設(shè)計
《抗規(guī)》第12.2.9條規(guī)定：隔震層的支墩、支柱及相連構(gòu)件，應(yīng)采用隔震結(jié)構(gòu)罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進行承載力設(shè)計；隔震層以下的結(jié)構(gòu)（地下室等）中直接支撐隔震層以上結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件，應(yīng)滿足嵌固的剛度比和隔震后設(shè)防地震的抗震承載力要求，并按罕遇地震進行抗剪承載力驗算。
罕遇地震下隔震支座最大軸力、最大剪力，取大震時程分析各條地震波計算所得支座剪力的平均值。罕遇地震下隔震支座對支墩的附加彎矩，取軸力P與0.5倍支座最大位移的乘積。
根據(jù)以上計算求得軸力P、剪力V以及附加彎矩M標準值用于支墩設(shè)計。
更多內(nèi)容詳見2016年《減震技術(shù)》雜志2016年3月第7
更多內(nèi)容詳見2016年《減震技術(shù)》雜志2016年3月第7期文章：《平?jīng)鍪胁┪镳^高層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震設(shè)計與分析》；作者：辛力1，賈俊明1，董凱利1，邵天聰2；單位：1 中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司；2 西安建筑科技大學(xué)。
