隔震支座在罕遇地震作用下最大压应力计算公式
建筑框架结构隔震设计要点分析
建筑框架结构隔震设计要点分析摘要:隔震设计是建筑框架结构总体设计工作中的重要组成部分，对保障建筑的整体质量具有重要意义。
本文结合工程实例，在介绍框架结构减震方案的基础上，围绕模型的建立、支座的选择、减震系数计算和柱子设计等方面分析了建筑框架结构隔震设计要点，以供参考。
关键词:框架结构；隔震设计；减震系数；位移验算中图分类号：s611文献标识码： a 文章编号：随着我国社会经济建设步伐的加快，城市规模不断扩大，房屋、住宅、高层建筑等建筑物数量日益增加，对建筑的抗震设计要求也有所提高。
传统的抗震设计方法虽然在很多情况下是有效的，但容易出现主体结构破坏后难以恢复、承重构件进行非弹性状态等问题，已无法满足当前城市建筑物抗震的需要，因此隔震设计方法应运而生。
隔震设计方法是一项新型的建筑结构耐震形式，不仅能够保护建筑框架结构，而且还能保护建筑内部结构的重要设备在强震的情况下免遭破坏，大大简化了建筑框架结构的设计与施工，具有良好的发展前景。
本文通过分析建筑框架结构隔震设计要点，以期完善隔震设计方法。
1 工程概况该工程为4层钢筋混凝土框架结构。
建筑总高度为15.8m，首层层高4.8m。
建筑抗震设防烈度7度(0.10g)；场地类别ⅱ类，特征周期0.35s；基本风压0.80kn/m2，楼面永久荷载5.0kn/m2，楼面可变荷载2.5－3.5kn/m2；梁、柱混凝土强度等级均为c30。
2 结构减震方案本工程首层层高较高，而上部三层填充墙多且层高低，结构经计算，首层为薄弱层。
根据相关的研究，由于结构薄弱层的存在，薄弱层层间位移角将急剧增大。
震害经验也表明，在强烈地震作用下首层薄弱层破坏严重，甚至引起整座建筑物倒塌，但薄弱层以上楼层的震害轻微。
本工程考虑到非隔震结构经初步计算基本周期为0.73s且场地地质条件良好，决定采用隔震设计。
该建筑首层为薄弱层，若采用基础隔震体系，虽然达到了减小地震地面运动对结构的作用，但在超烈度的地震作用下，其首层仍将率先出现较大的弹塑性变形甚至破坏。
隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定
隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定【摘要】介绍采用时程分析法进行隔震设计的计算分析，论述如何通过水平向减震系数来计算隔震层以上结构的水平地震作用和判定是否需考虑竖向地震作用，以及如何确定隔震层以上结构的抗震措施。
通过工程实例着重对时程分析法的应用和水平向减震系数的计算进行分析，以便直观地理解隔震设计的计算方法和基本步骤。
【关键词】隔震；时程分析；水平向减震系数；抗震措施随着隔震理论和技术的研究推广，隔震设计已逐渐应用在一些重要的建筑上，并经受住地震的考验。
隔震体系通过延长结构的自振周期，能够减小结构的水平地震作用，从而减轻或消除结构和非结构的地震损坏。
隔震体系由隔震层（包括隔震支座）、隔震层以上结构和以下结构组成。
隔震体系的计算，一般采用时程分析法。
隔震体系的计算简图，应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时，应计入扭转效应的影响。
隔震层顶部的梁板结构，应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。
1 采用时程分析法进行隔震设计的计算分析采用时程分析法计算隔震与非隔震结构时，输入地震波的反应谱数量可取三组、七组或七组以上，应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
时程分析计算结果宜取包络值。
2 水平向减震系数和隔震层以上结构地震作用的确定隔震层以上结构的水平地震作用可根据水平向减震系数确定，隔震后的水平地震影响系数最大值可按下式计算，=式中，为水平向减震系数，对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值；对于高层建筑，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值；为非隔震的水平地震影响系数最大值；为调整系数，一般橡胶支座取0.80。
YJK微课堂第二期：隔震结构操作流程和实例分析
上部结构计算-选取地震波
隔震结构设计
隔震结构：利用隔震元件，以集 中发生在隔震层的较大相对位移 ，阻隔地震能量向上部结构传递 。
隔震技术的重点是“隔离地震”
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基本思想：是在建筑中 设置柔性隔震层，地震 产生能量在向上部结构 传递过程中，大部分被 柔性隔震层吸收，仅有 少部分传递到上部结构 ，从而降低上部结构的 地震作用，提高其安全 性。
•选用计算水平向减震系数β时同样的地 震波；
•在弹性时程参数“主方向峰值加速度” 中输入大震下的峰值加速度。
设置相关工况组合
由于YJK目前的FNA法不能同时施加竖向地震 波，所以竖向地震按简化算法取值。 长期荷载效应最大压应力：1.0D+0.5L 短期荷载效应最大压应力： 1.0D+0.5L+1.0Fek+0.4*（0.2（1.0D+0.5L）） =1.08D+0.54L+1.0Fek
7
隔震结构设计方法
隔震结构设计一般采用分部设计方法。即将整个隔震结构分为上部结构、隔震层、 下部结构及基础，分别进行设计
上部结构
隔震层
下部结构
基础
沿用一般抗震结构的 设计方法，水平地震 作用采用隔震以后的 标准值。隔震支座不 能隔离竖向地震作用， 所以与竖向地震作用 相关的不降低（如轴 压比等）。
《抗规》12.2.2-2条：
高层建筑基础隔震支座受拉问题的分析与控制
中图分类号：TU973文献标识码：A文章编号：1001-6945（2023）08-75-04经过几十年发展，以叠层橡胶隔震技术为首的隔震技术已经应用于许多落地工程，部分工程经受过真实强震考验，用事实证明隔震技术的优越性和经济性。
然而从早些年建筑发展来看，我国的高层建筑尤其是复杂高层建筑应用该技术很少。
除了经济发展水平原因外，主要原因是房屋高度过高、地震力较大时，结构在强震下产生非常大的倾覆力，使柱底支座产生很大的轴向拉应力而使橡胶支座发生变形、破坏。
当支座高度较高、剪切变形过大时，结构甚至有倒塌风险。
因此，如何控制橡胶支座的受拉应力对隔震技术在高层建筑中的应用和推广变得尤为关键。
对此，国内外专家学者做了大量深入研究，并取得了丰富的研究成果。
王曙光等[1]对十层框架按不同柱网下角部支座进行对比，通过时程分析得出，柱网间距越小，支座就越容易受拉。
还对剪力墙不同方案进行对比，认为规范要求剪力墙结构支座间距不宜过大的规定是不利于支座受拉控制的；熊伟[2]对一框筒隔震结构进行分析发现，层高越高，支座轴力呈线性增长，降低上部结构层高对控制支座受拉是有利的；程华群等[3]认为可采用高抗拉性能支座或普通橡胶支座与滑板支座混合应用来解决支座受拉大的问题；苏键等[4]提出可利用支座承压能力来抵抗拉应力的设计方法。
从以上可以看出，不少学者对控制隔震支座受拉问题研究，多从支座材料、上部结构等方面入手。
尽管不少新型隔震支座已申请专利，但很多没有实用性，且造价高，无法大规模推广。
传统设计思路和流程中，高层隔震建筑往往根据结构竖向压力和厂家试验数据确定支座的初步布置方案，并根据受力结果调整支座的大小。
当结构体型复杂时，边角处竖向力较小部位的支座拉应力反而非常大，为控制拉应力而盲目增大支座的直径是非常不经济合理的，必须探索更好的思路来解决这一问题。
对此，基于某国内第一高隔震楼隔震设计为依据，提出了适当降低隔震支座竖向刚度的方法可有效降低支座在地震作用下的受拉作用，方法简单，方便有效。
隔震、减震结构计算与分析
4、屈曲约束支撑
4.1 软钢阻尼输入 .......................................................................................................... 10 4.2 直接建模 .......................................................................................................... 10 4.3 工程实例 .......................................................................................................... 11 1）工程概况 ......................................................................................................................... 11 2）设置屈曲约束支撑 ......................................................................................................... 11 3）计算结果对比 ................................................................................................................. 12 5、橡胶支座 .................................................................................................................. 13 .......................................................................................................... 13 .......................................................................................................... 14
9度区某复杂高层隔震结构设计
第51卷第3期2021年2月上建筑结构Building StructureVol．51No．3Feb．2021DOI ：10.19701/j．jzjg．2021.03.013作者简介：吴小宾，硕士，教授级高级工程师，一级注册结构工程师，Email ：wumat@vip．sina．com 。
9度区某复杂高层隔震结构设计吴小宾，彭志桢，曹莉，韩克良（中国建筑西南设计研究院有限公司，成都610042）［摘要］川投西昌综合医院项目位于9度区近断层，建筑体型复杂，上部结构竖向及平面不规则。
为提高结构的抗震性能，在基础顶部设置隔震层，隔震层由铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座、黏滞阻尼器和弹性滑板支座组成；隔震层以上采用框架-剪力墙结构。
介绍了考虑1.5的近场地震增大系数后该工程的结构设计及隔震设计。
隔震分析结果表明，结构水平地震减震系数为0.367，上部结构水平地震作用可按降低一度设计；罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移等参数能够满足规范要求。
结构性能化分析结果表明，隔震后的结构抗震性能得到提高，能满足抗震性能目标C 的要求。
加强了隔震沟挡土墙的设计，使得高11.7m 的悬臂挡土墙满足大震弹性的要求。
［关键词］基础隔震；黏滞阻尼器；近断层；性能化设计；悬臂挡土墙中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：1002-848X （2020）19-0077-06［引用本文］吴小宾，彭志桢，曹莉，等．9度区某复杂高层隔震结构设计［J ］．建筑结构，2021，51（3）：77-82，61．WU Xiaobin ，PENG Zhizhen ，CAO Li ，et al．Design of a complex high-rise isolation structure in 9-degree zone ［J ］．Building Structure ，2021，51（3）：77-82，61．Design of a complex high-rise isolation structure in 9-degree zoneWU Xiaobin ，PENG Zhizhen ，CAO Li ，HAN Keliang（China Southwest Architectural Design and Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Chengdu 610042，China ）Abstract ：Sichuan Investment Xichang General Hospital Project is located in the 9-degree zone near the fault ，with complex building shape and irregular vertical and plane．In order to improve the seismic performance of the structure ，an isolation layer is set on the top of the foundation ，the isolation layer consists of lead rubber bearing ，laminated rubber bearing ，fluid viscous damper and elastic slide bearing ；the frame-shear wall structure is adopted for the structure above the isolation layer．The structural design and isolation design of the project after considering the near-field seismic amplification factor of 1.5were introduced．The isolation analysis results show the horizontal seismic decrease coefficient is 0.367，so the intensity of horizontal seismic action can reduce 1.0degree to upper structure ；and the parameters such as surface pressure and horizontal displacement of the isolation bearing under the rare earthquake can satisfy requirements of the codes．The performance-based analysis results show that the seismic behavior of structure is improved by isolation and can meet requirements of seismic performance objectives C．The design of the isolation ditch retaining soil wall was strengthened ，so that the cantilever retaining soil wall with a height of 11.7meters can meet the elasticity requirements of rare earthquake．Keywords ：base isolation ；fluid viscous damper ；near fault ；performance-based design ；cantilever retaining soil wall1工程概况川投西昌综合医院位于西昌北城新区，建筑面积17.05万m 2，地下2层，地上16层，另有1层屋架；塔楼建筑高度70.5m ，为Z 字形平面，长度134.4m ，单肢宽度23.9m ；裙房地上4层，建筑高度21.3m ，为矩形平面，裙房长度193.2m ，宽度109.9m ；塔楼与裙房不设置防震缝。
乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定
附件1乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定（设计部分）组织部门：乌鲁木齐市建设委员会编制单位：乌鲁木齐建筑学会实施日期：２０１５年６月１日主编人：李守恒主要起草人：钮祥军刘万义周建平栾文芬冉志民邵旭东蒋锐张怀林肖彤高磊王波张春燕包霞张洪洲王绍瑞丁新亚刘广捷主要审查人：郑志峰侯荣军张中孙超李兵目录1 总则 (4)2建筑结构隔震设计 (5)2.1 隔震结构设计的总体要求 (5)2.2 隔震结构计算分析 (6)2.3 隔震层以上结构设计 (7)2.4隔震层设计 (8)2.5下部结构及基础设计 (11)2.6 复杂隔震结构的注意事项： (12)3.既有结构隔震加固设计 (15)3.1 一般规定 (15)3.2 地震作用及地震反应谱 (15)3.3隔震层设计 (15)3.4上部结构计算及校核 (16)3.5 下部结构、基础设计及校核 (16)3.6 构造要求与施工工艺 (17)4 隔震支座性能及检验要求 (18)4.1 一般规定 (18)4.2 隔震支座性能要求 (19)4.3 隔震支座试验及检测方法 (22)4.4 连接构造设计计算 (23)5、隔震结构施工、验收及维护 (23)5.1 隔震建筑工程施工 (23)5.2 隔震建筑工程验收 (25)5.3 隔震建筑工程维护 (25)1 总则1.0.1 为加强乌鲁木齐市隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量，增强设计、施工、监理、质量监督等从业人员和单位执行国家及我市相关技术规程的规范性，制定本规定。
1.0.2本规定适用于乌鲁木齐市隔震建筑工程的设计、施工、监理、质量监督、验收与维护。
1.0.3 隔震建筑工程的设计、施工、监理单位和从业人员的资格要求，隔（减）震装置的质量要求，应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件）及乌鲁木齐市建委《关于加强乌鲁木齐市建筑工程应用减隔震技术质量安全管理工作的通知》（乌建发[2015]128号）文件中的相关规定。
若干减隔震问题解答
若干减隔震问题解答隔震技术问题1、《隔标》4.6.3条“隔震支座的压应力和徐变性能应符合下列规定：1隔震支座在重力荷载代表值作用下，竖向压应力设计值不应超过表4.6.3的规定。
”此“重力荷载代表值”中恒荷载与活荷载分项系数如何取值？答：此规定中同时提到“重力荷载代表值”与“竖向压应力设计值”两个专业术语，引起了概念上的歧义，对此问题规范编制专家的解释也不完全一致，在规范组做出正式答复之前，重力荷载代表值暂按1.0恒+0.5活取用。
2、罕遇地震作用下隔震支座拉应力计算时，竖向地震作用所产生的拉应力，如何计算？答：按《隔标》条文说明6.2.1条确定在罕遇地震作用下隔震支座拉应力验算公式，其中竖向地震作用可采用下列三种方法中的一种：（1）采用等效静力方法计算，即竖向地震作用按照重力荷载代表值的比例分配，参考《隔标》4.3.7计算，即竖向地震作用按照重力荷载代表值的比例分配计算公式，以8度（0.2g）为例：（2）采用单向地震动输入时程分析方法计算，即将地震动施加在竖向上进行时程分析，得到竖向地震所产生的最大拉应力。
竖向输入采用的地震动和水平向输入的地震动应为同一条地震动，竖向输入地震动加速度峰值为水平向罕遇地震下输入加速度峰值的65%，注意此竖向地震作用产生的拉应力应与同一条地震波水平地震作用产生的最大拉应力进行组合。
（3）采用三向地震动输入时程分析方法计算，输入的三向地震动必须为同一套地震动，即同时、同地点记录的三个方向的地震动。
三个方向地震动加速度峰值为罕遇地震下的加速度峰值，其比例关系为主方向：次方向：竖向=1:0.85:0.65。
按照该方法计算得到的拉应力最大值即为地震作用下的最大拉应力，此时不需要与水平地震作用产生的拉应力组合，但需要与恒载工况下的压应力进行组合。
3、当按《隔标》采用整体设计法时，是否控制结构扭转周期比？答：应合理布置隔震支座，控制隔震层的扭转效应。
但对于扭转周期比可按现行规范标准执行，多层建筑不控制扭转周期比，高层建筑控制扭转周期比。
新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则正文
新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则目录1 总则2术语3隔震设计基本规定3.1一般规定3.2建筑形体及其构件布置规则性3.3地基及基础3.4隔震层部位3.5隔震装置3.6楼盖结构3.7试验和观测4地震作用与计算分析4.1一般规定4.2隔震结构动力分析计算5隔震层部件的技术性能5.1一般规定5.2隔震支座性能要求5.3隔震支座试验及检测要求5.4隔震支座连接构造设计5.5黏滞阻尼器性能及检测要求、连接构造6多高层混凝土结构隔震设计6.1一般规定6.2隔震层设计6.3上部结构设计6.4下部结构及基础设计6.5多层框架结构简化计算7砌体房屋隔震设计7.1一般规定7.2砌体房屋隔震计算要点7.3砌体结构的隔震措施8隔震技术加固设计8.1一般规定8.2地震作用8.3隔震层设计8.4上部结构计算及校核8.5下部结构、基础设计及校核8.6构造要求与施工工艺附录A各级政府推进减隔震技术的文件附录B现行相关规范、规程、图集1.0.1隔震技术是一种在工程结构中设置隔震层以阻隔地震能量的传递、减少结构地震反应、减轻结构地震破坏的新型结构减震技术。
为了深入贯彻《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件），促进隔震技术合理应用，加强新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量，规范各方主体（建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督、物业管理等）质量和责任行为，加强从业人员和单位执行国家及我区相关技术规程的规范性，制定本导则。
1.0.2本导则适用于新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督。
本导则未包括的建筑隔震工程施工、验收、维护等部分内容详见现行行业标准《建筑隔震工程施工及验收规范》（JGJ360-2015）。
1.0.3隔震建筑工程的设计、施工图审查、施工、监理等单位和从业人员的资格要求，隔（减）震装置的质量要求，应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件）中的相关规定。
云南省某医院门急诊医技综合楼隔震设计
云南省某医院门急诊医技综合楼隔震设计[摘要] 云南省某医院门急诊医技综合楼建筑高度为19.35m，结构体系为钢筋混凝土框架结构，在地下室与上部结构之间设置隔震层。
采用PKPM（GZ模块）及ETBAS对该结构进行设防地震、罕遇地震作用计算，采取相应隔震构造措施，从而确保结构在发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。
结果表明，主体结构能够满足各项设计性能指标要求。
[关键词] 隔震设计；橡胶支座；弹塑性Seismic isolation design of the outpatient and emergency medical technology complex building in a hospital in Yunnan[Abstract] The building height of the outpatient and emergency medical technology complex which locatesat a Hospital in Yunnan Province is 19.35m. The structural system of the building is a reinforced concrete frame structure, and a seismically isolated interface is set between the basement and the superstructure. PKPM (GZ module) and ETBAS are used to calculate the effect of fortification earthquake and rare earthquake on the structure, and corresponding isolation measures are taken to ensure that the structure can meet the normal use requirements in the event of a fortification earthquake in the area. The results show that the main structure can meet the requirements of various design performance indicators.[Key words] seismic isolation design; rubber isolator; elastic-plastic1 工程概况本工程为综合医院医疗建筑，位于云南省昆明空港经济区，地上为4层门诊、急诊、医技用房，地下为2层人防地下室，地下室与上部结构之间设置隔震层（层高2.15m），建筑效果图见图1。
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震(1)
就使用功能而论，隔震结构可用于：医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑；首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋；图书馆和纪念性建筑；一般工业与民用建筑；建筑物的抗震加固。
2)、消能设计的适用范围消能部件的置入，不改变主体承载结构的体系，又可减少结构的水平和竖向地震作用，不受结构类型和高度的限制，在新建和建筑抗震加固中均可采用。
二、 隔震与消能减震设计要求1、设计方案建筑结构的隔震和消能减震设计，应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求，与建筑抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后，确定其设计方案。
隔震与消能减震设计第一次纳入我国《建筑抗震设计规范》，为积极、稳妥起见，应认真做好方案比较、论证工作。
2、设防目标采用隔震和消能减震设计的房屋建筑，其抗震设防目标应高于抗震建筑。
（规范第3.8.2条）。
1)、在水平地震方面，本章表15.2、15.4及规范第12.2.6、12.2.9条等保证了隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。
2)、规范规定：消能减震结构的层间弹塑性位移角限值宜大于1/80。
提高了对框架及多高层钢结构等的弹塑性层间位移角限值要求。
3、隔震与消能部件设计文件上应注明对隔震部件和消能部件的性能要求；隔震和消能减震部件的设计参数和耐久性应由试验确定；并在安装前对工程中所用各种类型和规格的消能部件原型进行抽样检测，每种类型和每一规格的数量部应少于3 个，抽样检测的合格率应为100%；设置隔震和消能减震部件的部位，除按计算确定外，应采取便于检查和替换的措施。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼，尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
三、 隔震设计要点本规范隔震设计条文提出了分部设计法和水平向减震系数，在设计方法上建立起了一座联系抗震设计和隔震设计之间的桥梁，力图使设计人员已经熟悉的抗震设计知识、抗震技术在隔震设计中得到应用，这是本规范的重大特色。
某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析
第51卷第8期2021年4月下建㊀筑㊀结㊀构Building StructureVol.51No.8Apr.2021DOI :10.19701/j.jzjg.2021.08.001作者简介:杨忠平,学士,高级工程师,Email:yangzp5818@;通信作者:雷远德,硕士,工程师,Email:leiyd07@㊂某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析杨忠平1,㊀雷远德2,㊀邓㊀烜2,㊀郁银泉2,㊀李戚齐2(1甘肃省工程设计研究院有限责任公司,兰州730030;2中国建筑标准设计研究院有限公司,北京100048)[摘要]㊀对一个采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构工程案例进行详细的设计与分析㊂对比了结构计算软件中摩擦摆隔震支座单元的计算模型与实际摩擦摆隔震支座试验力学性能的差异以及带来的误差,分析了摩擦摆隔震支座隔震方案与叠层橡胶隔震支座隔震方案在设计中的异同点㊂结果表明:摩擦摆隔震支座的力学性能在现有结构计算软件中得到很好的模拟;摩擦摆隔震结构能够取得和叠层橡胶隔震支座相近的隔震效果,且不需要经过专门的隔震层刚心调整就能有效抑制隔震层的地震扭转反应;摩擦摆隔震支座的连接螺栓不会承受竖向拉力的作用,相关预埋件长度可以大大缩短,降低施工难度㊂[关键词]㊀摩擦摆隔震支座;建筑隔震;叠层橡胶隔震支座;扭转反应;连接螺栓中图分类号:TU351文献标识码:A文章编号:1002-848X (2021)08-0001-07[引用本文]㊀杨忠平,雷远德,邓烜,等.某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析[J].建筑结构,2021,51(8):1-7.YANG Zhongping,LEI Yuande,DENG Xuan,et al.Design and analysis of a RC frame structure with friction pendulum isolation bearings[J].Building Structure,2021,51(8):1-7.Design and analysis of a RC frame structure with friction pendulum isolation bearingsYANG Zhongping 1,LEI Yuande 2,DENG Xuan 2,YU Yinquan 2,LI Qiqi 2(1Gansu Engineering Design Reasearch Institute Co.,Ltd.,Lanzhou 730030,China;2China Institute of Building Standard Design and Research Co.,Ltd.,Beijing 100048,China)Abstract :An engineering case of a reinforced concrete frame structure with friction pendulum isolation bearings was designed and analyzed in detail.The differences of the mechanical properties and the errors between calculation model of friction pendulum isolation bearing element in general finite element analysis software and actual friction pendulum isolation bearings were compared.The similarities and differences in the design of friction pendulum isolation bearing isolation scheme and laminated rubber isolation bearing isolation scheme were analyzed.The results show that the mechanical properties of the friction pendulum isolation bearing are well simulated in the existing structure calculation software.The friction pendulum isolated structure can achieve the isolation effect similar to that of the laminated rubber isolation bearings,and the seismic torsion response of the isolation layer can be effectively suppressed without special adjustment of the stiffness of the isolation interface.The connecting bolts of the friction pendulum isolation bearing donᶄt bear the vertical tension,and the length of the embedded parts can be greatly shortened,thus reducing the construction difficulty.Keywords :friction pendulum isolation bearing;building isolation;laminated rubber isolation bearing;torsion response;connecting bolt0㊀引言隔震技术作为目前世界上最有效的建筑防震技术之一,在多个国家得到了广泛应用㊂隔震技术的原理为在建筑基础㊁底部或下部结构与上部结构之间设置隔震支座和阻尼装置等部件,组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用[1]㊂一般来说,采用隔震技术之后上部结构结构的自振周期延长2~3倍以上,能够取得较好的隔震效果㊂因此,隔震支座作为隔震建筑中最重要的力学功能构件,应当具有较大的竖向承载力和竖向刚度㊁较小的水平刚度和较大的水平变形能力㊂我国的建筑隔震技术发展与橡胶支座的应用具有密切的关系,现有建建㊀筑㊀结㊀构2021年筑隔震技术标准[1-2]中也仅对橡胶隔震支座进行了相关参数的规定㊂摩擦摆隔震支座作为一种支座主体为钢材的刚性滑动隔震支座,自20世纪80年代美国加州大学Zayas 等[3]提出以来在工程中开始了广泛应用,主要包括建筑㊁桥梁㊁天然气储罐等,相关产品技术也与橡胶支座一起被列入常用的隔震支座种类中[4-7]㊂在我国桥梁工程领域,摩擦摆隔震支座作为一种重要的隔震支座类型在大量重要工程得以应用[8-9],并形成了相关标准[10-11]㊂该支座在自复位能力㊁隔震周期㊁抗扭能力㊁耐久性等方面具有显著优势,近年来在国内建筑领域得到了广泛关注,并编制了相应的产品标准[12]㊂本文以一个基础隔震工程为例,介绍建筑摩擦摆隔震设计的特点㊂1㊀工程概况本工程为某职业中等专业学校教学楼项目㊂建筑面积为6237.72m 2,占地面积为1025.20m 2,建筑高度为23.70m,高宽比为1.275;建筑长度为54.40m(包括建筑外皮),建筑宽度为18.70m,室内外高差为0.30m,房屋高度为27.60m㊂地上6层㊂工程建筑平面布置和立面分别如图1和图2所示㊂工程建筑抗震设防类别为重点设防类(乙类)建筑㊂本工程为钢筋混凝土框架结构,采用基础隔震,隔震层及其以下结构抗震等级为一级,隔震层以上结构抗震等级为二级㊂抗震设防烈度为8度,设计基本地震动加速度为0.20g ;设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅱ类场地,场地特征周期为0.40s;抗震设防类别为重点设防类(乙类)㊂采用‘建筑抗震设计规范“(GB 50011 2010)[1](简称抗规)中的隔震设计方法进行设计,其中时程分析时多遇地震下加速度峰值为70gal,设防地震下加速度峰值为200gal,罕遇地震下加速度峰值为400gal㊂图1㊀2层建筑平面布置图2㊀摩擦摆隔震支座2.1力学性能指标摩擦摆隔震支座属于滑动支座,其示意图如图3所示㊂其中,R 为支座等效曲率半径;R 1为支座下图2㊀建筑立面图滑动摩擦面曲率半径;R 2为支座上滑动摩擦面曲率半径;d 为球冠体中间高度㊂图3㊀摩擦摆隔震支座示意图摩擦摆隔震支座为非线性单元,为了简化分析,其滞回力学模型可采用双线性模型,如图4所示,其中K c 为屈服后刚度㊂支座的初始刚度K p ㊁等效刚度K eff 和水平恢复力F 分别按式(1),(2)和(3)计算㊂K p =μP d y(1)K eff =(1R +μD)㊃P (2)F =PRD +μP sgn D (3)式中:μ为动摩擦系数;P 为支座所受竖向荷载;d y 为屈服位移,一般取2.5mm;D 为支座水平位移㊂图4㊀摩擦摆隔震支座的荷载-位移滞回曲线其中PTFE 等黏弹性材料的动摩擦系数μ被认2第51卷第8期杨忠平,等.某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析为是与压应力和相对速度相关的,摩擦系数可采用式(4)进行参数化表达㊂而在现有的商业通用有限元软件中摩擦摆隔震支座的摩擦系数忽略了压应力相关性,表达式见式(5)㊂μv ,σ()=μfast -(μfast -μslow )g e -αv []㊃σ-β(4)μv ()=μfast -(μfast -μslow )㊃e -αv(5)式中:μfast 为快速动摩擦系数;μslow 为慢速动摩擦系数;α为比率参数;v 为滑动相对速度;σ为压应力,MPa;β为压应力相关性系数㊂2.2摩擦摆隔震支座布置根据重力荷载代表值作用下的柱下反力在隔震层中合理布置摩擦摆隔震支座,摩擦摆隔震支座的布置和选型见图5,摩擦摆隔震支座参数见表1㊂摩擦摆隔震支座的长期面压考虑控制重力荷载代表值作用下的支座受压应力,其荷载组合为1.0恒载+0.5活载㊂图5㊀摩擦摆隔震支座平面布置图图6㊀摩擦摆隔震支座竖向压缩变形图7㊀摩擦摆隔震支座摩擦系数试验测试结果图8㊀隔震结构有限元模型㊀㊀根据文献[4]和欧洲规范EN 1337-2ʒ2004[7],摩擦摆隔震支座在重力荷载代表值作用下的压应力不应大于24MPa,根据承压形式相近的‘橡胶支座第5部分:建筑隔震弹性滑板支座“(GB 20688.5 2014)[13]规定,支座压应力不应大于25MPa㊂本项目支座的竖向面压分布集中于15~25MPa,最大支座面压为23.98MPa,说明隔震层具有足够的稳定性和安全性㊂摩擦摆隔震支座参数表1隔震支座型号FPS1FPS2支座外径/mm 750820等效曲率半径R /mm 42004200支座总高度/mm 155165支座数量1410竖向刚度/(kN /mm)20002667慢速动摩擦系数0.020.02快速动摩擦系数0.0350.035比率参数/(s /m)4040等效曲率半径/m 4.2 4.2设计竖向荷载/kN30004000数量/个28102.3隔震支座试验结果依据‘建筑摩擦摆隔震支座“(GB /T 373582019)[12]的相关要求,对摩擦摆隔震支座进行试验,这里仅取一个FPS1支座竖向压缩变形和摩擦系数的检测结果进行说明㊂摩擦摆隔震支座竖向压缩变形见图6㊂由图可见支座竖向变形均值为1.89mm,在完成预压之后的支座竖向变形均值在1.60左右,支座竖向刚度与设计参数的误差小于10%㊂摩擦摆隔震支座摩擦系数试验测试结果见图7㊂测得动摩擦系数下限为0.016,动摩擦上限为0.033,与设计参数误差小于20%,试验结果与设计参数吻合性较好㊂3㊀有限元模型验证及地震波选取分析3.1有限元模型采用ETABS 软件建立了隔震结构和非隔震结构的三维有限元模型,具体见图8㊂梁㊁柱构件采用空间杆系单元,楼板采用壳单元㊂隔震模型中,增设隔震支座(摩擦摆隔震支座采用连接单元Isolator2[14])㊂隔震结构的动力特性会随着隔震支座水平变形的变化而不断变化,这里隔震支座的等效水平刚度取支座中震作用下的隔震层位移对应的等效刚度㊂在ETABS 软件中利用Ritz 向量法计算出非隔震结构和3建㊀筑㊀结㊀构2021年隔震结构前30阶动力特征,前6阶振型周期如表2所示㊂可以看出,隔震结构的周期较非隔震结构增大很多,基本周期由原来的1.13s延长至2.63s㊂非隔震结构和隔震结构前6阶周期/s表2振型非隔震结构(基础固定)隔震结构(隔震支座100%剪应变)1 1.13 2.632 1.10 2.5830.95 2.2440.380.7250.370.7060.320.623.2设计地震波的选取根据抗规的相关规定,选取了7条地震波(5条天然波TR1~TR5和2条人工波RG1~RG2)对非隔震结构模型和隔震结构模型进行时程分析,取7条波时程法的平均值作为最终的计算结果㊂7条波的平均反应谱与规范谱的比较如图9所示㊂在隔震结构与非隔震结构第一周期点附近二者较接近㊂3.3设计地震波地震剪力分析表3和表4分别给出了非隔震结构在多遇地震作用下各楼层基底剪力的时程分析和反应谱分析的结果㊂计算分析得出,每条时程曲线计算得到的弹性非隔震结构的基底剪力均大于反应谱计算结果的65%,且不大于反应谱结果的135%;7组时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值大于反应谱法计算结果的80%,且时程结果不大于反应谱结果的120%,均满足规范要求㊂采用7组时程曲线作用下最大地震响应值的平均值作为时程分析的最终计算值,结果可以用于工程设计㊂多遇地震基底剪力时程分析结果/kN表3工况天然波1天然波2天然波3天然波4天然波5人工波1人工波2平均值X向65297041458945526419585448766475 Y向66327252453647606043649152816792多遇地震基底剪力反应谱分析结果/kN表4工况100%65%80%135%120%X向56963702455776906835Y向571937174575772168633.4摩擦系数压应力相关性的影响评估在ETABS软件中,摩擦摆隔震支座参数不考虑压应力的相关性,为评估这种忽略带来的的计算误差,在ABAQUS软件中进行子程序的二次开发,利用Vuel单元开发出分别按照式(4)和式(5)的摩擦摆隔震支座单元,分析忽略压应力计算结果的误差㊂计算模型见图10,其中计算地震水准取罕遇地震水准㊂取其中一条人工波的计算结果,见图11㊂计算结果表明:在考虑压应力相关性的情况下,隔震层的竖向力与水平剪力时程均与不考虑压应力的情况基本一致,计算结果偏小,误差在5%以内;角部支座作为受竖向力变化影响最大的支座,考虑压应力变化的情况,竖向力与水平力均较不考虑的情况偏小,误差在20%以内㊂由此可以简单判定,采用不考虑压应力的摩擦摆隔震支座模型计算结果是偏于安全的,且隔震层整体计算结果精度较高,误差在工程可接受的范围内㊂图9㊀地震波反应谱与规范谱比较图10㊀ABAQUS软件计算验证模型图11㊀ABAQUS验证对比结果4第51卷第8期杨忠平,等.某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析4㊀隔震层验算4.1抗风验算风荷载作用下隔震层不应发生水平位移[2,15],需对隔震层进行抗风验算,具体验算公式如下:γw V wkɤV Rw(6)式中:V Rw为抗风装置的水平承载力设计值;γw为风荷载分项系数,取1.4;V wk为50年一遇风荷载作用下隔震层的水平剪力标准值㊂其中隔震层的本构模型可简化为双折性模型(参见图4),两段的计算公式如下:V RW=μfast G eq(7)K c=G eq R(8)式中:V Rw为隔震层的屈服承载力;μfast为快速动摩擦系数;G eq为结构重力荷载代表值;K c为屈服后刚度; R为支座等效曲率半径㊂本工程隔震层的水平力恢复特性如图12所示㊂可以看出,隔震层的屈服承载力大于1.4倍的50年一遇风荷载下的隔震层剪力,因此隔震层满足抗风要求㊂4.2设防地震作用下减震系数分析了非隔震结构和隔震结构在设防地震(8度0.20g)作用下的楼层剪力,并计算了不同地震波作用下隔震结构的减震系数,结果如图13所示㊂由图13可以看出,隔震结构在8度设防地震作用下,X向地震剪力最大值为非隔震结构的0.407, Y向地震剪力最大值为非隔震结构的0.396,总体平均值为0.365,这表明所设计的隔震系统具有良好的隔震效果㊂本工程隔震结构的减震系数可取0.365㊂4.3设防地震作用下层间位移角在设防地震作用下隔震结构的上部结构的层间位移角曲线如图14所示㊂在设防地震作用下隔震结构最大层间位移角为1/533,基本保持弹性,结构安全储备充足㊂4.4罕遇地震作用下隔震层位移罕遇地震作用下隔震层最大位移如表5所示㊂上部结构按照弹性计算的隔震层最大位移为255mm,满足规范要求㊂由于摩擦摆隔震支座的水平力学性能与上部荷载呈线性关系,因此在地震荷载作用下,摩擦摆隔震支座能够随着上部结构地震作用力的变化而实时调整,时刻保持隔震层部位质心与刚心大致重合㊂本项目各摩擦摆隔震支座在地震作用下的最大位移见图15㊂隔震层支座位移基本相同,隔震层最大位移比为1.03,隔震层及上部结构的扭转变形很小㊂罕遇地震下隔震层最大位移/mm表5工况TR1TR2TR3TR4TR5RG1RG2X向187228146197242204249Y向188230147198246206255 4.5罕遇地震作用下的层间位移角罕遇地震作用下隔震结构的层间位移角如图16所示㊂罕遇地震作用下,隔震结构最大层间位移角为1/350,远小于我国抗规中规定的1/50,满足规范要求,具有较大的安全储备㊂4.6罕遇地震作用下支座反力罕遇地震作用下的极值面压需考虑重力荷载代表值㊁罕遇地震作用下的水平地震作用和竖向地震作用,在本结构模型中通过直接施加重力荷载作用下的大震时程分析结果进行校验㊂计算结果表明,结构在罕遇地震下的最大支座压力为3075kN,压应力为38.2MPa,发生在短跨跨中位置;最小压应力为0.2MPa,发生在角部位置㊂5㊀与叠层橡胶隔震支座隔震方案的对比分析5.1叠层橡胶隔震支座布置及隔震层本构为与叠层橡胶隔震支座隔震方案进行对比,针对本项目进行了相应叠层橡胶隔震支座隔震设计,叠层橡胶隔震支座布置见图17,叠层橡胶隔震支座力学参数见表6,隔震层本构对比见图18㊂由图18可见叠层橡胶隔震支座与摩擦摆隔震支座在中震作用下的隔震层恢复力大致相近,但是摩擦摆隔震支图12㊀隔震层水平力恢复特性图13㊀隔震结构的减震系数5建㊀筑㊀结㊀构2021年图14㊀设防地震作用下隔震结构的层间位移角图15㊀罕遇地震作用下各个支座的最大位移图16㊀罕遇地震作用下隔震结构的层间位移角座方案的屈服力大㊁屈服后刚度小㊂叠层橡胶隔震支座方案的隔震结构周期为2.83s,结构减震系数为0.390,隔震层最大位移为238mm,计算结果与摩擦摆隔震支座方案相近㊂图17㊀叠层橡胶隔震支座布置方案叠层橡胶隔震支座力学参数表6型号编号竖向刚度/(kN /mm)等效水平刚度/(kN /m)屈后刚度/(kN /m)屈服力/kN 数量/个LRB600R62445168192990.217LNR600N62097909 14LNR700N7286110607图18㊀隔震层本构对比5.2隔震层扭转反应叠层橡胶隔震支座布置方案需要控制隔震层支座的刚度中心与质量中心重合,在本项目中叠层橡胶隔震支座隔震层刚度中心与质量中心的偏心率小于3%㊂通过时程分析选取3条隔震层扭转较为显著的地震波作用下叠层橡胶隔震支座位移与摩擦摆隔震支座方案进行对比,具体见表7㊂结果表明,叠层橡胶隔震支座方案隔震层位移比为27.18%,摩擦摆隔震支座方案隔震层位移比为3.00%,摩擦摆隔震支座在控制结构扭转方面具有显著优势㊂隔震层扭转反应对比表7项目摩擦摆隔震支座方案叠层橡胶隔震支座方案TR1TR2RG2TR1TR2RG2最大位移/mm 188230255180235190最小位移/mm 187230241115224160平均值/mm 188230248142230175扭转位移比0.39%0.00%3.00%27.18% 2.61%8.76%5.3隔震支座的连接隔震支座的上下连接板分别与上下结构通过螺栓连接,该螺栓连接应该采用可拆换的外插入螺栓连接方案,如图19所示㊂所有连接螺栓或锚固钢筋,均按罕遇地震作用下产生的水平剪力㊁弯矩进行强度验算㊂当采用叠层橡胶隔震支座方案时,叠层橡胶隔震支座的连接螺栓需要计算在偏心受压弯矩下的拉力[16]㊂此时计算得LRB600叠层橡胶隔震支座的螺栓锚固长度应为450mm㊂6第51卷第8期杨忠平,等.某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析图19㊀隔震支座上下连接示意图而摩擦摆隔震支座具有和叠层橡胶隔震支座不同的受力机制,支座构造及下座板受力分析图见图20,其中近似认为竖向力和水平力均经过球冠板正中㊂当考虑罕遇地震作用下支座下座板受摩擦力f 和竖向力N 的共同作用时,其受力平衡见式(9)㊂f cos θ+N sin θ=F-f sin θ+N cos θ=P{(9)其中:f =μN μ=0.035sin θ=127.5/1836ìîíïïï可得水平恢复力F 与竖向压力P 关系:F =μcos θ+sin θ-μsin θ+cos θP =0.105P (10)㊀㊀考虑绕O 点逆时针方向转动的弯矩见式(11),即支座不会产生逆时针方向的转动,连接螺栓不受拉㊂螺栓预埋件考虑最小构造长度即可,根据抗规取250mm㊂M O =Fh -P (r -d )<0(11)图20㊀FPS1摩擦摆隔震支座下座板受力简图6 结论本文通过对一个钢筋混凝土框架结构工程采用摩擦摆隔震支座隔震方案进行了设计与分析,并与普通橡胶隔震支座方案进行了对比,得到以下结论:(1)利用ETABS 软件考虑支座非线性特性的时程分析能够有效模拟摩擦摆隔震支座的在地震作用下的反应,隔震支座的试验结果与数值模拟参数吻合度较高㊂(2)根据抗规的设计方法,采用摩擦摆隔震支座能够有效地减小建筑结构的地震反应,能够实现与普通橡胶隔震支座相同的隔震效果㊂(3)摩擦摆隔震支座的隔震层水平刚度中心与上部结构的竖向作用力呈正相关关系,在地震作用下隔震层处的质心与刚心重合度较高,能够有效抑制结构的整体扭转,与叠层橡胶隔震支座相比具有显著优势㊂(4)根据简化受力分析,罕遇地震作用下,摩擦摆隔震支座的连接螺栓不会出现受拉作用,在计算中仅需考虑水平受剪验算,螺栓预埋件长度仅满足构造长度即可,大大降低了支座安装难度㊂参考文献[1]建筑抗震设计规范:GB 50011 2010[S].2016年版.北京:中国建筑工业出版社,2016.[2]叠层橡胶隔震支座隔震技术规程:CECS 126ʒ2001[S].北京:中国工程建设标准化协会,2001.[3]ZAYAS V,LOW S,MAHIN S.The FPS earthquake resisting system[R].Berkeley:University of California,1987.[4]BRIDGES S O,STAFF S,BRIDGES T O S O.Guidespecificationsforseismicisolationdesign [M ].Washington,D.C.:the American Association of State Highway and Transportation Officials,2010.[5]Minimum design loads for buildings and other structures:ASCE /SEI 7-16[S].New York:American Society of Civil Engineers,2017.[6]Anti-seismic devices:EN 15129ʒ2009[S ].Brussels:European Committee for Standardization,2009.[7]Structural bearings:part 2:sliding elements:EN 1337-2ʒ2004[S ].Brussels:EuropeanCommitteeforStandardization,2004.[8]庄军生.桥梁支座[M].3版.北京:中国铁道出版社,2008.[9]庄军生.桥梁减震㊁隔震支座和装置[M].北京:中国铁道出版社,2012.[10]公路桥梁摩擦摆式减隔震支座:JT /T 852 2013[S].北京:人民交通出版社,2013.[11]桥梁双曲面球型减隔震支座:JT /T 927 2014[S].北京:人民交通出版社,2014.[12]建筑摩擦摆隔震支座:GB /T 37358 2019[S].北京:中国标准出版社,2019.[13]橡胶支座第5部分:建筑隔震弹性滑板支座:GB 20688.5 2014[S].北京:中国标准出版社,2014.[14]CSI 分析参考手册[M].北京:北京筑信达工程咨询有限公司,2013.[15]日本建筑学会.刘文光译.隔震结构设计[M].北京:地震出版社,2006.[16]橡胶支座第3部分:建筑隔震橡胶支座:GB20688.3 2006[S].北京:中国标准出版社,2007.7。
最大应力计算公式
最大应力计算公式作为机械设计领域中的重要概念之一，最大应力计算公式在工程设计中起着重要的作用。
在机械设计、材料力学和工程力学等领域中，最大应力指的是一个材料或零件中最高的应力，通常是指拉伸或压缩的最大应力。
在设计过程中，通过计算得到最大应力值，可以帮助工程师确定材料或构件是否能够承受所需的负荷，从而设计出更加可靠和安全的机械产品。
最大应力的计算一般可以采用弹性理论的方法进行。
在材料力学中，弹性模量是衡量材料抗弯曲变形的能力的重要参数。
在应力-应变曲线的线性区域，弹性模量是一个材料的刚度系数，其值通常随着材料硬度的增加而增加。
因此，为了计算材料的最大应力，我们需要先测量材料的弹性模量，并在此基础上进行计算。
最大应力的计算公式是：σ_max= F_max/A_0其中，σ_max是材料或零件的最大应力；F_max是材料或零件所受到的最大负载；A_0是材料或零件的原始横截面积。
最大应力的计算公式既简单又实用，是设计师在机械设计中常用的方法之一。
通过合理计算出材料或零件的最大应力值，可以有效地帮助工程师评估其负载能力，从而避免设计出不够牢固或不安全的机械产品。
除了最大应力的计算公式之外，工程师们还可以通过使用一些机械分析软件或计算工具来简化计算过程，并更准确地预测材料或零件的最大应力值。
此外，工程师们在进行材料或构件的最大应力计算时，还需要注意材料的强度、硬度和搭接度等因素对应力的影响，这样才能够更精确地计算出最大应力值。
在日常的工程设计工作中，最大应力计算公式是非常重要和必要的工具之一。
通过合理应用这个公式，工程师们可以更加准确地评估材料或零件的负载能力，从而设计出更加可靠和稳定的机械产品。
双曲线或摩擦摆减隔震支座参数计算
双曲线或摩擦摆减隔震支座参数计算【实用版】目录1.引言2.双曲线和摩擦摆减隔震支座的定义与特点3.参数计算方法4.参数计算的实际应用5.总结正文一、引言随着科技的发展，减隔震技术在我国建筑领域得到了广泛的应用。
减隔震技术的主要目的是降低地震对建筑结构的影响，提高建筑的抗震性能。
其中，双曲线和摩擦摆减隔震支座是减隔震技术中常用的两种支座类型。
本文将对这两种支座类型的参数计算方法进行探讨。
二、双曲线和摩擦摆减隔震支座的定义与特点1.双曲线减隔震支座双曲线减隔震支座是一种具有优良减震性能的支座。
其主要特点是在支座与地震作用之间引入了双曲线型滑动面，从而在地震作用下支座可以发生较大的位移，消耗地震能量，降低建筑结构的地震反应。
2.摩擦摆减隔震支座摩擦摆减隔震支座是一种以摩擦力为主要阻尼作用的支座。
其主要特点是在支座中设置了摩擦摆装置，地震作用下，摩擦摆装置可以产生较大的摩擦力，从而消耗地震能量，降低建筑结构的地震反应。
三、参数计算方法1.双曲线减隔震支座的参数计算双曲线减隔震支座的参数计算主要包括双曲线型滑动面的形状参数、支座的阻尼参数等。
其中，双曲线型滑动面的形状参数主要根据地震动作的最大位移和最大速度来确定；支座的阻尼参数主要根据地震动作的频率和阻尼比来确定。
2.摩擦摆减隔震支座的参数计算摩擦摆减隔震支座的参数计算主要包括摩擦摆装置的形状参数、支座的阻尼参数等。
其中，摩擦摆装置的形状参数主要根据地震动作的最大位移和最大速度来确定；支座的阻尼参数主要根据地震动作的频率和阻尼比来确定。
四、参数计算的实际应用参数计算结果可应用于减隔震支座的设计与优化。
通过对双曲线减隔震支座和摩擦摆减隔震支座的参数计算，可以为建筑结构选择合适的减隔震支座提供参考依据，从而提高建筑的抗震性能。
五、总结双曲线和摩擦摆减隔震支座是减隔震技术中常用的两种支座类型。
海南8度区某学院高层建筑隔震设计
第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2海南8度区某学院高层建筑隔震设计伍华东1,2，罗吉良1，卢振雄1,2，张春龙1,2，胡白杨1（1 万力轮胎股份有限公司，广州510450；2 广州钻石车胎有限公司，广州510450）[摘要] 海南8度(0.3g)区某学院高层建筑为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，建筑高度58m，采用了隔震设计，在隔震层设置了铅芯橡胶支座及天然胶隔震支座。
采用了时程分析法对该建筑进行了隔震分析。
研究结果表明，进行隔震设计后的结构，可显著降低上部结构的地震作用。
罕遇地震下，隔震层的竖向应力、水平位移及支座位移均满足相关规范的要求。
[关键词] 隔震支座；基础隔震；时程分析中图分类号：TU352.1 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0343-05Seismic isolation design for a college high-rise building in the Hainan 8 degree areaWU Huadong1,2, LUO Jiliang1, LU Zhenxiong1,2, ZHANG Chunlong1,2, HU Baiyang1(1 Wanli Tire Corporation Limited, Guangzhou 510450, China;2 Guangzhou Diamond Tire Co., Ltd., Guangzhou 510450, China)Abstract:The high-rise building of a college in 8 degrees south (0.3g) is a reinforced concrete frame and shear wall structure, with a building height of 58m, which adopts a seismic isolation design. The seismic isolation analysis of the building was carried out using the time course analysis method. The results show that the isolation design can significantly reduce the seismic effect of the superstructure. Under rare earthquakes, the vertical stresses, horizontal displacements and bearing displacements of the isolation layer meet the requirements of relevant codes.Keywords: isolated bearing; base isolation; time-history analysis0前言隔震结构通过建筑基础结构与上部结构之间设置隔震层，使上部结构与地震动的水平成分绝缘。
隔震支座算例1
随着经济社会的开展及人类生活的改善, 建筑构造形式越来越向高、轻、大这三个方向开展。
空间构造具有空间跨度大, 构造整体刚度大, 构造受力合理, 耗材少、重量轻等优点, 在我国得到了较大应用。
但是大跨度构造往往是用于一些人员密集的公共建筑, 如何减小其在地震作用下的响应, 改善其抗震性能, 也应该得到相应的重视。
目前构造振动控制的研究应用主要在高层及高耸建筑, 如何在大跨度空间构造运用这一构造振动控制技术, 引起了国内外学者的重视。
大跨度自由曲面网壳构造的频率十分密集, 构造振型比拟复杂。
其与下部构造之间的连接情况, 对自由曲面网壳动力性能的影响十分显著。
本文即是在这一背景下研究分析了自由曲面单层网壳的隔震性能, 通过研究设置隔震支座的曲面网壳构造在地震作用下的动力响应, 总结网壳构造中隔震性能的规律, 为以后的网壳的隔震设计提供一些建议。
在土木工程中常用的各种减震措施中, 隔振技术是开展较为成熟的一种。
许多采用了隔震技术的实际工程经受了地震考研, 取得了较好的效果。
目前, 美日欧等国相继退出了与之相应的标准或标准, 标志着隔振技术进入实用化的阶段。
支座是大跨空间网壳构造的支撑局部, 它起着传递上部构造的支承反力, 协调上下部构造变形, 并且直接传递下部地震作用到构造上。
通过在空间网格构造与其支座间设置隔震装置, 使构造或构造部件与可能引起的地面运动或支座隔离开来, 以减小传到网壳构造上的地震效应。
地震动的输入算例中分别采用了EL-Centro三向地震波(1940年)和TAFT三向地震波输入, 其地震波的时程曲线如下所示:X向EL-Centro波时程Y向EL-Centro波时程Z向EL-Centro波时程X向TAFT波时程Y向TAFT波时程Z向TAFT波时程计算模型1采用了常见的四边形索支撑单层空间网壳构造, 计算其在四边铰支和四边弹性支撑情况大震下的响应。
该网壳跨度为20m, 长度为30m。
杆件采用方钢管, 规格为100mm×100mm×4mm, 材料为Q345钢, 弹性模量×1011N/m2, 索采用不锈钢绞线, 弹性模量×1011 N/m2, 索的截面面积为2, 索的初始预应力为150Mpa。
最大压应力计算公式
最大压应力计算公式最大压应力是一种机械设计中常见的概念，它可以用来衡量固定结构或物体表面所承受的压力程度。
飞机结构、汽车引擎以及通常介质中的管道等都需要经过频繁的计算以验证某种类型的应力。
计算最大压应力的常用方法是Von Mises应力分析——这是求取表面的最大压应力的标准方法。
同时，为了准确估算表面压应力，还必须考虑延性效应（Plasticity）。
最大压应力计算公式可以用来计算物体在某一垂直截面上所受力，它用来衡量固体表面允许受力的最大值。
这个公式适用于一般的应力情况，最大压应力可以用以下公式来表示：σ_{max} = \sqrt{\frac{3}{2} \sigma_{1}^{2} +\sigma_{2}^{2} + \sigma_{3}^{2}}其中，σ_{max}是最大压应力，σ_{1}\;σ_{2}\;σ_{3}分别表示三个构成压力方向的应力。
另一种用于计算表面最大压应力的方法是能量法。
它是基于连续结构力学模型应用的能量耗散定律，可以表示为：F.N. = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2} +\sigma_{3}^{2}}其中F和N分别表示所作用力和它针对的单位面积。
在延性领域，在固定结构或者物体表面承受力的情况下，可以使用本森-塞德能（von Mises-Ned）公式来计算表面最大压应力。
公式如下：\sigma_{v} = \sqrt{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2} +\sigma_{3}^{2}- \sigma_{1}\sigma_{2} - \sigma_{2}\sigma_{3} - \sigma_{3}\sigma_{1}}上面的公式中，σ_{v}是最大压应力，σ_{1}\;σ_{2}\;σ_{3}分别表示三个构成压力方向的应力。
以上就是最大压应力计算的公式，它们可以帮助结构设计者更准确地计算物体承受压力方向及承受的最大压力。
新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则正文
新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则目录1 总则2术语3隔震设计基本规定3.1一般规定3.2建筑形体及其构件布置规则性3.3地基及基础3.4隔震层部位3.5隔震装置3.6楼盖结构3.7试验和观测4地震作用与计算分析4.1一般规定4.2隔震结构动力分析计算5隔震层部件的技术性能5.1一般规定5.2隔震支座性能要求5.3隔震支座试验及检测要求5.4隔震支座连接构造设计5.5黏滞阻尼器性能及检测要求、连接构造6多高层混凝土结构隔震设计6.1一般规定6.2隔震层设计6.3上部结构设计6.4下部结构及基础设计6.5多层框架结构简化计算7砌体房屋隔震设计7.1一般规定7.2砌体房屋隔震计算要点7.3砌体结构的隔震措施8隔震技术加固设计8.1一般规定8.2地震作用8.3隔震层设计8.4上部结构计算及校核8.5下部结构、基础设计及校核8.6构造要求与施工工艺附录A各级政府推进减隔震技术的文件附录B现行相关规范、规程、图集1.0.1隔震技术是一种在工程结构中设置隔震层以阻隔地震能量的传递、减少结构地震反应、减轻结构地震破坏的新型结构减震技术。
为了深入贯彻《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件），促进隔震技术合理应用，加强新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量，规范各方主体（建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督、物业管理等）质量和责任行为，加强从业人员和单位执行国家及我区相关技术规程的规范性，制定本导则。
1.0.2本导则适用于新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督。
本导则未包括的建筑隔震工程施工、验收、维护等部分内容详见现行行业标准《建筑隔震工程施工及验收规范》（JGJ360-2015）。
1.0.3隔震建筑工程的设计、施工图审查、施工、监理等单位和从业人员的资格要求，隔（减）震装置的质量要求，应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件）中的相关规定。
隔震垫压力计算公式
隔震垫压力计算公式隔震垫是一种用于减少地震或其他振动对建筑物或结构物影响的重要工程材料。
在设计隔震垫时，计算隔震垫的压力是非常重要的一步。
通过计算隔震垫的压力，可以确保隔震垫在地震或其他振动情况下能够有效地发挥作用，保护建筑物或结构物的安全。
本文将介绍隔震垫压力的计算公式及其相关内容。
1. 隔震垫的作用原理。
隔震垫是一种能够减少地震或其他振动对建筑物或结构物影响的材料。
它的作用原理是通过减少地震或其他振动传递到建筑物或结构物的方式来保护其安全。
隔震垫通常由弹簧、减震器等材料组成，能够有效地吸收和分散地震或其他振动的能量，从而减少对建筑物或结构物的影响。
2. 隔震垫压力的计算公式。
隔震垫的压力是指隔震垫在地震或其他振动情况下承受的压力。
为了确保隔震垫能够有效地发挥作用，需要计算隔震垫在地震或其他振动情况下承受的最大压力。
隔震垫的压力可以通过以下公式进行计算：P = k x。
其中，P表示隔震垫的压力，单位为牛顿（N）；k表示隔震垫的刚度，单位为牛顿/米（N/m）；x表示隔震垫的位移，单位为米（m）。
3. 隔震垫压力计算公式的应用。
隔震垫压力计算公式可以应用于建筑物或结构物的设计和施工过程中。
通过计算隔震垫在地震或其他振动情况下承受的最大压力，可以确定隔震垫的尺寸、材料和安装位置，从而确保隔震垫能够有效地发挥作用，保护建筑物或结构物的安全。
此外，隔震垫压力计算公式还可以应用于隔震垫的性能评估和改进过程中。
通过对隔震垫的压力进行计算和分析，可以评估隔震垫的性能是否满足设计要求，从而确定是否需要对隔震垫进行改进或调整。
4. 隔震垫压力计算公式的局限性。
隔震垫压力计算公式是一种简化的计算方法，它假设隔震垫的刚度是恒定的，并且忽略了隔震垫在地震或其他振动情况下的非线性行为。
因此，在实际应用中，需要结合实际情况对隔震垫的压力进行更为精确的计算和分析。
此外，隔震垫压力计算公式还需要考虑建筑物或结构物的质量、地震或其他振动的频率和幅值等因素。