隔震结构设计方法.pptx

› 采用隔震技术，上部结构剪重比依然要满足本地区设防烈度的最小剪重比要求。
› 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础类型。
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1.3 隔震层方案
› 隔震层层高：对于没有地下室的建筑，需要增加一层 作为隔震层，这一层层高不宜太高，一般梁底到地面 的净高不应小于 600mm，建议不小于 800mm。这一要 求主要是为了便于日后的隔震层维护和检修。
表1 层间剪力最大比值与水平向减震系数的对应关系
层间剪力最大比值 0.53
0.35
0.26
0.18
水平向减震系数
0.75
0.50
0.38
0.25
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2.6 隔震后的水平地震影响系数最大值
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第三步 隔震层设计
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3.1 隔震支座的参数
› 应进行竖向承载力的计算，在重力荷载代表值作用下的竖向压应力不应超过规范限 制。
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1.2 结构初步设计
› 上部结构设计根据降低后的水平地震影响系数计算
› 国外大量实践验证，隔震技术对与自振周期超过1s的高层结构同样适用，故 2010 版《抗规》取消了 2001 版结构周期小于 1s 的限制。隔震建筑结构体型宜规则、 对称。
› 高层建筑一般会采用剪力墙结构、框剪结构或者框架结构，在开始定方案时，应注 意结构的高宽比不宜过大，一般控制在 3 以内比较好，不宜超过 4。对高宽比大的 结构，需进行整体倾覆验算，防止支座压屈或出现拉应力超过 1MPa。高宽比超过 4， 需要做超限审查。
2.1 动力分析及计算
原结构 远小于假设值
隔震层
隔震结构
地震动 大于假设值
不满足 减震系数
满足
罕遇地震结构验算
满足
隔震构造及连接
隔震分析报告
假设一个减震系数进行上部结构设计 布置隔震层，形成隔震结构 时程分析，得到水平减震系数 支座轴力、剪力、变形验算
连接细部设计
形成分析报告，供其他部分
设计参考
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3.1 隔震支座的位移
隔震层的支座的设计原则是罕遇地震下不破坏，且不应出现不可恢复的变形。 › 改变地震波峰值为罕遇地震，先求得隔震层位移。 › 再按照规则结构的简化方法，求得各隔震支座的位移。 › 判断隔震支座位移是否满足：
隔震结构设计方法
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隔震结构设计流程
方案选定 动力分析计算 上部结构设计 隔震层设计 下部结构设计
从建筑功能、场地条件、经济性等方面，选择是 否采用隔震，并初步确定隔震结构的方案。 设定上部结构和隔震层参数，取计算模型，进行动力 分析，验证以上方案是否满足预期的设计要求，不满 足，则调整上部结构或隔震层参数，重新计算。
建筑功能：可用于对抗震安全性和使用功能有较高要求或专 门要求的建筑。 场地条件：自振周期较小，地基土坚硬。 经济型：采用隔震技术，增加了隔震支座费用、隔震构造措 施费用，但减小了梁柱断面，节约了钢材和混凝土用量。根 据工程经验，对于高烈度区，采用隔震技术经济性十分明显， 上部结构设计方案比较合理，一般能节约3%～20%。
› 隔震层位置：基础隔震，隔震层位于地下室顶部或单 独设置隔震层；柱顶隔震，隔震层布置在一层柱顶； 层间隔震
› 特殊结构如大底盘多塔结构，其柱距较大，为不影响 大底盘层的使用功能，可在上部结构与大底盘层之间， 专门设置层高 1.5m～2.0m 的隔震层。采用隔震技术， 上部结构剪重比依然要满足本地区设防烈度的最小剪 重比要求。
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2.4 动力分析模型
› 隔震结构比较规则，框架或砖混结构，可采用层剪切模型，隔震 层采用等效线性模型。
› 隔震模型是在不隔震模型上，增加一个质点。不隔震模型取的是 假设隔震后的结构尺寸。
› 除隔震层外的上部各层质量可用PKPM的结果，对框架结构，上部 结构各层刚度可用软件求得，即D值法，上部结构阻尼比钢筋混凝 土结构取0.05 0.05
› 对设防烈度地震的验算，应取剪切变形100%的等效刚度和等效黏滞阻尼比；对罕遇 地震验算，宜采用剪切变形250%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比，当隔震支座直径 较大时可采用剪切变形100%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比。
› 当采用时程分析时，应以实验所得滞回曲线作为计算依据。
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3.2 隔震支座的水平剪力
按传统抗震的设计方法分析计算上部结构，但水平地 震作用取隔震后的数值，且部分抗震构造也相应变化。
隔震装置在罕遇地震下的验算，隔震装置与上下结构 之间的连接分析及设计，建筑构造处理等。
按传统抗震的设计方法分析计算下部结构。
基础和地基
按传统抗震的设计方法分析计算基础及地基。
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第一步 方案选择
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1.1 适用范围
2.2 布置隔震层
方法： › 先按上部荷载大小选择隔震支座直径和型号；再
按型号选择水平向参数，进行动力分析，验证是 否满足减震目标。
› 隔震支座的承载力与建筑重要性分类有关。
› 上部荷载类型和大小要考虑减震系数，建筑物高 宽比。
要求：
竖向能承担上部的荷载；水平向达到 减震目标
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2.3 输入地震波
基底隔震 首层隔震 层间隔震
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1.3 隔震层方案
› 隔震层设置在有耐火要求的使用空间中时，隔震 支座和其他部件应根据使用空间的耐火等级采取 相应的防火措施。
› 隔震层所形成的缝隙可根据使用功能要求，采用 柔性材料封堵、填塞。
› 隔震层宜留有便于观测和更换隔震支座的空间。
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第二步 动力分析及计算
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› 隔震层质量是一层的柱，墙的一半加隔震层顶部楼板；隔震层刚 度和阻尼比分别取：
隔震结构计算简图
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2.5 水平向减震系数
› 水平向减震系数应根据结构隔震与非隔震两种情况下各层 水平向层间剪力的最大比 值，按表 层间剪力的最大比值，按表1确定（抗震规范 确定（抗震规范12.2.5 ，1 款）。
› 结构的层间剪力代表了水平地震作用的取值和分布，用隔震时结构的层间剪力与不 隔震时结构的层间剪力进行比较，就可以定量说明隔震后上部结构水平地震作用降 低的情况。
› 地震波对动力时程分析的结果影响很大。 › 地震波至少选择 地震波至少选择2条天然波，1
条人工波。 › 具体波形没有强制要求，但建议按通则的 具体波
形没有强制要求，但建议按通则的。 › 地震波的加速度峰值应按抗震设防烈度对应的峰
值调整。 › 当处于发震断层10km 以内时，输入地震波应考虑
近场影响系数，5km 以内取1.5，5km 以外取1.25。