设备所在楼层对设备-结构相互作用的影响1

姜忻良 马小丹



设备所在楼层对设备-结构相互作用的影响1

姜忻良 马小丹

（天津大学建筑工程学院，滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津 300072）

为了研究设备所在楼层位置对设备-结构相互作用的影响，以某高层钢框架为例，将设备分别放置于结构顶层和底层设计了2种设备-结构体系模型，然后利用ANSYS有限元分析软件对整体模型进行地震响应时程分析。分析结果表明：在El Centro波、Taft波和人工波作用下，当设备频率与结构基频调谐时，设备-结构相互作用会令结构动力响应减小而设备动力响应显著增大；设备-结构相互作用的大小与设备所在楼层密切相关：顶层设备与结构间的相互作用比底层更加剧烈，这与位于不同楼层的设备间等效质量以及底端输入激励频谱的差异有关。

设备-结构体系 动力相互作用 设备所在楼层 时程分析法

引言

目前，现代建筑中科学技术含量高、价格昂贵的精密仪器所占比例越来越高，设备-结构体系成为现代建筑中常见的结构形式。我国处于地震多发区，自2008年汶川地震以来，建筑结构的抗震问题越来越受到工程界的高度关注（姜忻良，2015a）。建筑抗震设计规范（GB 50001—2010）（中华人民共和国住房和城乡建设部等，2010）对建筑主体结构提出了“三水准、两阶段”的抗震设防目标，但是对仪器、设备等附属结构的抗震设防规定还比较笼统。在实际地震作用下，设备与结构共同工作，两者之间存在着复杂的动力相互作用，传统的研究方法和以此为基础的抗震设计具有明显的局限性。……