Page 247 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 9 期 李春祥，等：混合基础隔震预制装配式高层建筑抗震性能 2177

这二者之中的较小值。经计算其限值为 275 mm，满足 震作用下，布置 BRB 会减弱隔震层位移限制效果，但
要求。隔震支座的最大压应力为 7.17 MPa，小于限值 布置 NFVD 和 BRB+NFVD+BIS 系统下仍有很好的效
24 MPa，罕遇地震作用下支座承受的拉应力均小于 果。在罕遇和极罕遇地震作用下，铅芯橡胶支座选用
1 MPa， 满 足 规 范 要 求 。 由 设 防 地 震 情 况 可 知 ， 当 250% 剪应变对应的参数。对比发现，在罕遇和极罕
BIR+NIR=0.92 时 ， BRB+NFVD+BIS 系 统 对 隔 震 层 位 遇地震作用下，NFVD 会减弱隔震层位移限制效果，
移的限制效果与单一布置方案的效果相近。多遇地 但 BRB 和 BRB+NFVD+BIS 系统效果依然很好。

表 2 不同地震水准下的隔震层位移
Tab. 2 Displacement of isolation layer under different levels of earthquakes

多遇地震 设防地震 罕遇地震 极罕遇地震
系统
隔震层位移/mm 比值/% 隔震层位移/mm 比值/% 隔震层位移/mm 比值/% 隔震层位移/mm 比值/%
隔震结构 22.97 100.00 97.22 100.00 288.64 100.00 524.74 100.00
BRB 19.50 84.88 37.27 38.34 114.87 39.82 212.51 40.50
NFVD 5.53 24.07 51.85 53.34 155.78 53.97 300.24 57.22
BRB+NFVD+BIS 6.70 29.18 40.12 41.27 127.28 44.10 243.88 46.48

表 3 不同地震水准下的基底剪力
Tab. 3 Base shear force under different levels of earthquakes

多遇地震 设防地震 罕遇地震 极罕遇地震
系统
基底剪力/kN 比值/% 基底剪力/kN 比值/% 基底剪力/kN 比值/% 基底剪力/kN 比值/%
隔震结构 12913 100.00 17635 100.00 26520 100.00 36081 100.00
BRB 18146 140.53 28713 162.82 31902 120.29 37367 103.56
NFVD 14510 112.37 21706 123.08 26529 100.03 33116 91.78
BRB+NFVD+BIS 16149 125.06 23019 130.53 28917 109.04 34396 95.33

综上，当地震强度较小时，NFVD 对隔震层位移 制节点，点 D、E、F 为其他节点，其中，点 B 为内部节
的限制效果较好；当地震强度较大时，BRB 对隔震层 点，点 A 和 C 为外部节点。为验证 ADIBI 等 [13-15] 提
位移的限制效果较好；而 BRB+NFVD+BIS 系统在四 出的经验旋转弹簧模型的准确性，本文对试验和模
种地震水准下均对隔震层位移有较好的限制效果， 拟的梁-柱节点响应进行了比较。具体方法为：根据
表明 BRB+NFVD+BIS 系统具有较好的鲁棒性，并且 BAHRAMI 等 [16] 的试验，建立对应的有限元模型，如
在大幅减小隔震层位移的同时，基本不会增大结构

L250×700 L350×700
基底剪力。 L400×1000 L500×1000

Z800 Z900 L350×800 L400×800
3 BRB+NFVD+BIS 预 制 装 配 式 高 层 建 筑 8.40
抗 震 性 能 8.42
11.00
8.40

3.1 预制装配式高层建筑结构模型 7.31 8.40
8.31
将 BRB+NFVD+BIS 系统应用于预制装配式高层 7.45 6.60 8.40
建筑，其底层平面图如图 15 所示，三维有限元模型 8.17
如图 16 所示，隔震支座布置如图 17 所示。 8.24
8.25 11.25

3.2 预制建筑梁-柱节点经验旋转弹簧模型
9.76 8.40
对预制梁-柱节点建模，本文采用 ADIBI 等 [13-15] 6.22 8.40
提出的经验旋转弹簧模型，考虑预制建筑在梁端开 10.80 8.40 8.405.50 10.80 9.10 8.65 8.65
裂，梁-柱相交部分为刚性区域。通过在柱边与梁端

交接处添加零长度单元来模拟预制接头，预制梁-柱
图 15 预制装配式高层建筑底层平面图（单位：m）
主 体 部 分 采用 NonlinearBeamColumn 单 元 建 模 。 简 Fig. 15 Ground floor plan of prefabricated high-rise building
化模型如图 18 所示，A、B、C 三个节点被模拟成预 (Unit：m)