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众所周知,结构体系的动力微分方程为:
mu+cu+ku=p(t)
式中,m为质量,c为阻尼,k为刚度,u为位移,p(t)为地震(振)动。对于确定的建筑功能,上述参数几乎没有调整空间,即获得的地震作用较为确定。
如:建筑为多层住宅,那么结构通常采用多层砖砌体,这时每层荷载为15~18kPa,阻尼c取砖砌体阻尼,层抗侧刚度较大,周期较短,对应的反应谱曲线为平台段;此时地震作用可假定为倒三角分布。
隔震层则为结构工程师提供了广阔的发挥空间,工程师可以做以下工作:
(1) 根据结构而不是建筑特点,设置隔震层的“层抗侧刚度” k。
(2) 根据结构而不是建筑特点,设置隔震层的“层阻尼”c。
(3) 根据结构而不是建筑特点,设置隔震层的位移需求u。
由于可在隔震层对结构整体参数进行调整,因此大大扩展了结构工程师设计的自由度。工程师可以运用自身的专业素养灵活设计,而不是被动接受某种结构形式。当然,这要求工程师还能回忆起必要的结构动力学知识。
隔震功能可用于一些子结构。
如北京当代MOMA工程,位于北京东城区香河园路1号,于2007年竣工,地上由9个最高达21层的塔楼通过空中走廊联结构成,空中走廊采用摩擦摆式隔震支座与主楼连接。由中国建筑科学研究院设计隔震系统。
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