摘 要：基础隔震是预防框架结构连续倒塌的有效措施，本文首先采用静力方法对比分析隔震支座和非隔震支座框架的抗震性能；然后运用离散单元法建立基础隔震体系简化模型，研究了中柱倒塌失效后，混凝土框架结构在水平地震作用下的隔震效果，得出了具有工程实际意义的结论。
关键词：基础隔震；铅芯橡胶支座；连续性倒塌
中图分类号：TU352.1
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2012）04-0103-02
1 引言
连续倒塌现象是指建筑物遭受意外荷载作用并形成结构局部破坏，致使相邻构件失效，导致破坏向结构其它部位扩散，最终引起建筑物大范围坍塌的现象[1]。2003年美国颁布《联邦政府办公楼及大型现代建筑连续倒塌分析和设计指南》（GSA2003），GSA规范是现今常用的结构抗连续性倒塌设计规范，但其在我国的使用还存在很多问题[2]。GSA规范中不建议使用非线性分析方法，而在其线弹性分析方法中，对构件是否在倒塌过程中失效的判定是采用DCR值(需求能力比)作为评判标准[3]。针对这些问题，本文采用离散单元方法研究有隔震支座和无隔震支座的框架结构在抗连续性倒塌中的作用。
2 有隔震支座和无隔震支座框架力学性能对比
设有一跨度、高度都为L，刚度为i的框架，在水平力F的作用下，比较其无隔震支座和有隔震支座时的力学性能，如图1―3所示。
对于无隔震支座的一框架，根据结构力学原理，其轴向位移方程为：
3 有隔震支座和无隔震支座框架有限元分析
3.1 基础隔震体系的简化模型
基础隔震结构是指在基础顶部设置某种隔震装置而形成的结构体系。基础隔震结构由下部结构、隔震层、上部结构三个部分组成，如图4所示。
运用离散单元法将混凝土框架结构离散为“梁柱离散体系”。离散单元存在两种作用方式，即单元分离前是连接作用，分离后则可能发生碰撞。离散的单元是刚体[4]。有别于以往的改变传力路径的方法，本文采取去掉其中一根承
3.3数值计算
用时程分析法，将地震动力时程函数输入模型内，比较三种不同情况下柱端的位移。所选结构为四层混凝土框架结构，层高均为4m，双向跨度为5m，梁截面为250mmX500mm，柱截面为400mmX400mm，框架结构基础采用铅芯橡胶隔振支座[6-7]，如图5所示。地震动力荷载为X方向lacc nor-1和Y方向lacc nor-2,时间间隔为0.02秒[8]。设地震过程中，破坏的中柱为27节点所在中柱，中柱倒塌后无隔震支座及有隔震支座的框架结构模型如图8和图11所示。计算各模型7节点和8节点的位移，如图6-7，图9-10以及图12-13所示。
根据以上各图，计算得到的最大层间位移如表1所示。从上述图表可以看出：地震作用下，模型中的节点位移变化趋势基本相同，当增加隔震支座后，各节点的位移频率有所降低；加了隔震支座的模型的层间位移比未加隔震支座的模型层间位移小很多，且撤去柱子的层间位移小于未撤柱子的层间位移。
4 结论
4.1中柱破坏后的隔震结构比中柱破坏前的普通框架结构的抗震能力还要强；
4.2中柱发生破坏后，在一定的地震荷载下，基础隔震结构不会发生连续性倒塌，未隔震则会发生连续性倒塌。
参考文献：
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