广州大学土木工程学院广东广州510006
摘要：采用Etabs软件建立有限元结构模型，模拟地震加速度时程曲线，将7条波输入分析，考察设置隔震层前后的动力特性变化，验算结构最大层位移，最大层剪力和倾覆力矩，结果表明：在设防地震下与罕遇地震下的隔震结构，极限位移，隔震层拉压应力均满足抗规要求。研究结果可作为同类工程的参考依据。
关键词：Etabs模型；隔震层；动力特性；罕遇地震
结构抗震设计，是通过提高建筑的安全性与可靠性。目前采用的设计方法有橡胶隔震和消能减震。在这里具体介绍隔震设计原理及应用，1976年新西兰学者Park提出结构隔震的概念，2008年汶川地震和2010年玉树地震给国家造成了巨大的经济损失，为了加强框架结构的结构性能，本文以一四层框架楼为例，分析设防烈度与罕遇地震作用下的动力特性。
1工程概况及模型建立
工程概况如下：结构四层，底层4.5m，其余层3.6m，主体檐口高度11.9m。边梁截面尺寸为700X350，内部梁截面尺寸有：500X250，400X200，350X200，300X200。柱子采用700X700的截面尺寸，采用C30混凝土材料，结构形式为框架结构，箍筋采用HPB235和HPB300级钢筋，纵筋采用HRB335，HRB400，HRB500和RRB400级钢筋。
地震参数：抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第二组，场地类别为II类，特征周期取0.4。地震波选用2条人工波和5条天然波。隔震支座采用铅芯橡胶支座LRB500、LRB600和普通橡胶支座LNR500，
2输入地震波分析
对结构进行弹性时程分析时，为满足设计地震分组、建筑场地类别、结构自振周期和设防烈度，选取2条人工模拟和5条实际强震加速度时程曲线。对结构X向输入7条波。7条波均满足抗规要求：每条波的底部剪力大于振型分解法计算的65%，7条波平均值大于反应谱法的80%。
3弹性时程分析结果
利用Etabs软件计算4层框架结构的地震动力响应，得到的数据如表1所示。
表1地震楼层响应最大值
设置隔层后楼层位移增大2-10倍，位移变化是第一层位移最大。设置隔震层的第一楼层剪力比未设置的减小79.5%，从而防止出现脆性破坏，继而引起整体倒塌。未设置隔震层的倾覆力矩比设置的最大大88.8%。
4罕遇地震分析
在设防烈度分析模型基础上，7条波加速度时程曲线峰值放大系数调整为5.1，并设置铅芯橡胶层的输入参数，LRB500参数中250%水平剪切变形为1010KN•m，LRB600与100%的等效刚度相同。并分析7条波工况包络值对支座位移的影响，最大的位移在LNR500支座处，为270mm，小于min(0.55D，3Tr)。并且拉应力最大为0.78Mpa，满足小于1Mpa的要求，压应力小于24Mpa。
4.1质量参与系数
由分析可以看出，X向的质量参与系数累计和在第二阶为99%，Y向的第一阶为95%，X向扭转在第4阶达到94%，Y向扭转在第6阶达到98%。从15阶振型可以看出，XY向平动的质量参与系数很快满足要求。而后面的高阶振型很小，增加几乎为0，可以忽略高阶振型的影响。
5结论
（1）框架结构设置隔震后的水平位移增大，且各楼层间位移分布均匀，并且位移沿着楼层高度逐渐增加，层间剪力逐渐减小。
（2）对于罕遇地震下的隔震模型，隔震支座的水平位移最大为270CM，拉压应力最大为0.78Mpa，满足抗规的要求。
（3）布置隔震层后，结构前3阶周期延长了5倍左右，说明隔震效果好。
（4）动力荷载质量参与系数很快达到100%，说明计算的模态很快捕捉到结构的高频动力响应。