青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

L形建筑在如今的街角的商业写字楼或者商场运用比较多，首先可以提供一个大的广场，为停车场或者广场的人流提供用地，也造就了一些有舒适视觉效应的建筑，为城市建筑增加了一份灵动和多变。对于路口交叉处的土地来说，L形必定是设计者的最佳选择。因此我们看到L形建筑的实用性和未来应用空间，增加对其建筑特性的了解势在必行。

1 不规则结构设计的特殊性

我们根据当地的地质条件和地震记录来预测该地的可能地震等级，也就是抗震设防烈度，其只能最大限度的增加建筑的安全性。我们越来越发现地震灾害其实就是工程灾害，对于建筑结构的设计者来说，如何增加建筑结构的安全性、不断优化建筑结构形式是一个永恒的话题和终身的使命。

建筑设计者由于考虑建筑美学的价值，在建筑设计时，选用不对称、不规则的设计方案，虽然在建筑风格上会具有美学欣赏价值，但是就结构抗震方面来说，偏心结构具有很大的不利。在地震过程中，非对称结构在结构质心上的惯性力会对结构的刚心产生扭转力矩，并且地震的转动分量会对结构产生扭转力矩;这样在水平地震作用下，结构除了会产生水平位移，也会产生与侧向位移耦联的扭转位移。扭转效应的产生是结构偏心的必然结果，有时会成为结构破坏的重要原因。

2 L形偏心结构隔震的必要性

2013年4月20日，在四川省芦山发生了7.0级强烈地震，由周福霖院士做了隔震设计的芦山县人民医院主楼几乎毫发无损，被网友赞为“楼坚强”，大楼地基与上部结构之间设置的83根橡胶隔震支座是造就“楼坚强”的主要原因。云南省昆明机场航站楼也运用了此项隔震技术，并且是目前全球较大的隔震结构建筑。

日本东北部海域2011年3月11日发生9级强烈地震，并引发海啸，其爆炸是由于海啸引起的海水高涨，导致循环水无法排入海中，进而核反应堆过热，最终引起了爆炸，福岛核电站发生的爆炸是由泄漏到反应堆厂房里的氢气和空气反应发生的爆炸。福岛建的第一核电站和第二核电站是由日本东京电力公司兴建的两个核电站，两座电站相距约10公里，而离海岸线较远的2号和3号核电站，最然也是经历了这次9级地震，却安然无恙。

近些年来，建筑结构设计在隔震技术上虽然取得了长足的进步，各种隔震方式被提出并获得实践验证，但对于偏心隔震的扭转作用却很少有相关的经验，实际工程在地震的破坏时，往往由于建筑的扭转而发生不可挽回的损失，究其原因有:一、隔震结构降低了下部结构的水平刚度，结构在水平方向的扭转变得比非隔震结构大的多;二、偏心结构的上部结构的重心和下部结构的刚心不重合，一旦振动，将发生较大的扭转。

3 L型隔震结构国内外研究现状

不规则结构和隔震层的偏心会使结构产生扭转效应，扭转效应对结构地震反应产生不利影响，因此有必要研究偏心隔震结构在地震作用下的动力特性及反应特征。

在20世纪六、七十年代，具有现代意义上的隔震技术才开始出现。隔震装置、阻尼器的出现是隔震技术的巨大发展，一些地基微振技术和抗风控制装置也是现代隔震技术中出现的具有重要意义的组成部分。目前世界上采用隔震技术建造的最高建筑物在日本，高达136m。

1993年Nagarajaiah在Lee、Pan和Kelly等研究基础上，对滑移基础隔震的扭转效应进行研究，紧接着又对弹性隔震系统的基础隔震结构在双向地震作用下的扭转效应进行了系统的研究。

李宏男、吴香香、王苏岩在《偏心橡胶垫隔震结构扭转耦联振动简化抗震计算》中有给出包括平移与扭转耦联效应的、可供工程应用的简化抗震设计计算方法。

江宜城、唐家祥、李媛萍在《多层框架隔震结构的地震扭转反应分析》中分析了多层框架基础隔震结构单轴偏心的地震扭转反应，建立了地震作用下多层框架隔震结构扭转反应的运动方程，在隔震和非隔震情况下，计算了结构模型不同偏心的地震反应。结果表明，对存在扭转变形的结构来说，采用基础隔震可明显减少结构的扭转反应。

Tarics对加利福尼亚的富希尔法律司法中心(FoothillCommunitiesLawandJusticeCenter)一美国第一幢基础隔震结构，进行了非线性动力分析，认为结构的平扭耦联地震反应显著，在某些情况下角部的水平位移几乎是底板中心水平位移的两倍。

现在，隔震理念的转变，即从抗到隔，已经开始被更多地设计者和人们所认识和接受，隔震设计后，一般可将建筑的抗震设防烈度降低0.5到2度。通过采用橡胶支座，可以使建筑物减少50%～60%的地震加速度。

4 束语

本文在前人的基础上对L形偏心结构存在的问题作以下总结:(1)针对相关的L形偏心结构的研究比较少，而市场对于L形偏心结构的需求还在增加，因此应该增加对L形偏心结构的隔震研究;(2)目前存在的关于L形偏心结构的研究多是控制一个方向的偏心，通过控制另一个方向的偏心变化来进行偏心对结构的地震反应，所总结的动力反应方程式也是关于一个方向的变化，而2个方向的偏心一起变化会有什么样的影响，仍然需要进一步的探讨;(3)对于L形结构来说，由于结构的不规则，容易引起结构的不均匀沉降，产生结构内部应力，这对于结构来说非常不安全，所以通常在拐角处设置变形缝。而对于隔震结构来说，一般是设置一个大底盘隔震层，此时的沉降缝就失去了设置的可能，但是伸缩缝的设置到底对结构有利还是不利，相关的研究还有待继续进行。

武丽茹，广东工程职业技术学院，广东广州510520