隔震设计(2015)——薛彦涛
设防烈度调整后既有r建筑抗震加固对策与方法
设防烈度调整后既有r建筑抗震加固对策与方法薛彦涛【期刊名称】《城市与减灾》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】5页(P54-58)【作者】薛彦涛【作者单位】中国中国建筑学会抗震防灾分会【正文语种】中文薛彦涛，中国建筑科学研究院，研究员，博士。
建筑抗震设计规范编制组成员、消能减震加固设计规程主编、隔震建筑设计规程编制组成员。
现任中国中国建筑学会抗震防灾分会理事、中国建筑学会高层建筑结构专业委员会委员、抗震加固改造技术专业委员会委员，中国建筑学会结构减震控制委员会委员。
主持和参与科技部八五科技攻关项目“中高层建筑耗能减震的研究”、十一五项目“大型及重要建筑抗震计算理论与试验技术研究”和二十五项目“建筑抗震前沿理论与技术研究”。
获国家科技进步二等奖、住建部华夏建设科学技术一等奖、二等奖。
在既有建筑的鉴定与加固改造工作方面进行了大量的研究与工程应用工作，主持或参加了全国政协礼堂、北京火车站、北京饭店西楼、北京大学仿古建筑群、301医院病房楼等建筑的抗震鉴定与加固工作。
在减隔震技术方面成绩突出，主持研发金属消能减震器，获多项发明专利，产品在北京轨道交通指挥大厦、海南椰风酒店、301医院等工程中大量应用，负责成都凯德风尚小区高层住宅隔震设计、山西忻州市中小学校舍隔震加固设计咨询工作。
第五代《中国地震动参数区划图》即将颁布实施，全国部分区域抗震设防烈度将有所改变。
第一，全国范围建筑都应进行抗震设计，最低的抗震设防烈度为Ⅵ度，个别原不设防地区甚至调到Ⅶ度（0.10g）；第二，部分Ⅵ度区调整到Ⅶ度(0.10g)，少数区域调整到Ⅶ度半（0.15g），个别区域调至Ⅷ度（0.20g）；第三，部分Ⅶ度（0.10g）调到Ⅶ度半（0.15g），少数调到Ⅷ度（0.20g）；第四，部分Ⅶ度半（0.15g）调到Ⅷ度（0.20g），个别区域降低到Ⅶ度（0.10g）；第五，部分Ⅷ度（0.20g）调到Ⅷ度半（0.30g），个别区域降低到Ⅶ度半（0.15g）；第六，Ⅷ度半（0.30g）和Ⅸ度区维持不变。
建筑减隔震技术
建筑减隔震技术薛彦涛 中国建筑科学研究院有限公司1减隔震技术概述建筑结构隔震技术是指通过一些隔震装置将建筑结构与地面隔开，通过隔震层的变形消耗和缓冲地震时地面的振动，以保护上部结构免于地震破坏的一种抗震手段。
根据地震工程学的研究，地震波荷载在短周期内的作用强烈，到长周期后作用将显著减弱。
大量中低建筑，自振周期都处于短周期。
通过隔震技术，可以将整体结构的自振周期延长，避开短周期强烈的地震荷载。
从隔震部位分，隔震结构可以分为基底隔震、层间隔震、高位隔震和局部隔震。
从隔震装置形式，隔震装置又可以划分为普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、滚珠隔震装置、摩擦摆隔震支座、悬挂隔震装置、摇摆隔震支座和滑动隔震支座等。
消能减震技术是将结构的一些非承重构件（如支撑、剪力墙、连接件等）设置成变形能力强的消能构件，或在结构某些部位（层间、节点处、连接缝等）装设消能装置。
这些变形耗能能力强的构件叫做消能器，通过规范约束和试验检测保证消能器具有比较高的耗能性能和大变形下承载力保证率。
在设计中，将消能器作为第一道防线，通过控制消能器及其相连的消能子结构的变形和损伤，保障消能器在结构变形中持续有效地变形耗能，从而保护主体结构的抗震安全。
消能器是消能减震技术的核心，其主要功能在于消能地震能量。
按照消能器力学性能的不同，可以划分为位移相关型消能器、速度相关型消能器、复合消能器等。
依据消能器耗能原理的不同，又可以分为金属屈服型消能器、摩擦型消能器、黏滞消能器、黏弹性消能器、电涡流消能器以及电/磁流变液体、压电材料和电/磁致伸缩材料等新型材料制成的消能器。
2减隔震技术研究我国最早的隔震概念始于五六十年代，最初尝试采用的是砂垫层隔震，隔震造价低，但变量多，性能不易控制，不能自复位。
从90年代开始，逐步地开展了球面摆式滑移支座和橡胶隔震支座的研究和应用。
建筑结构抗震规范最早于2001版加入了减隔震的技术章节，正式将减隔震技术纳入了抗震结构体系。
建筑结构隔震技术现状与应用
减震技术40建筑结构隔震技术现状与应用*薛彦涛（中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司，北京100013）[摘要] 目前，国内隔震建筑大量采用的是叠层橡胶支座，其生产工艺和设计方法较为成熟；旨在提高橡胶隔震支座阻尼的高阻尼橡胶隔震支座仍处在研发中，还未应用于实际工程；滑动隔震支座在一些工程中与橡胶支座联合使用构成混合隔震，隔震效果明显，但设计缺乏规范的支撑。
在隔震设计方面，借助减震系数，采用分离式方法，一方面简化了设计，另一方面能有效利用现有的设计资源，为设计人员所接受。
隔震结构计算可以采用成熟的软件，如ETABS和MIDAS，它们都有适合普通橡胶支座、铅芯橡胶支座和滑动隔震支座的计算单元，同时还可按照规范的要求进行时程分析计算。
隔震技术的应用范围逐渐扩大，已在机场航站楼和高层建筑中得到应用。
同时在中小学抗震加固中也成功应用，为抗震加固提供了一种新方法。
未来隔震技术将会获得更广泛的应用。
[关键词] 隔震技术；隔震支座；高阻尼橡胶隔震支座；混合隔震；隔震加固Status and application of base-isolation technique of buildingsXue Yantao（CABR Technology Co., Ltd., China Academy of Building Research, Beijing 100013, China）Abstract: Rubber bearing is widely used for its more mature production and design method in base-isolation building. In order to increase the damping of rubber bearing, a high damping-rubber bearing is developed, but it has not been applied in the actual building in China. The sliding bearing has no design code, although it has been used in some projects with rubber bearing and got obvious isolation effect. In terms of isolation design, a separate way of design is adopted by designers with reducing coefficients of earthquake force, which can simplify the design and also make use of existing resources effectively. The sophisticated software, such as ETABS and MIDAS, have all suitable elements for rubber bearings, lead-rubber bearing and slide bearing in base-isolation structure and the time history analysis for base-isolation structure is also demanded by Chinese seismic code. The base-isolation technology has been used in the airport terminal building and high buildings and also in the seismic retrofitting for building of elementary and middle school as a new seismic technology. So it is sure that the base-isolation technology will be used more widely in the future. Keywords: base-isolation technique; isolator; high-damping rubber bearing; hybrid isolation; isolation retrofitting0 概述正如日本阪神地震后隔震建筑在日本大量兴起，汶川地震后隔震建筑也受到国人的关注，隔震建筑大量涌现[1-3]。
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。
消能减震结构体系及设计方法
1. 结构阻尼
的途径结不构同阻：尼在结构不同振动阶段产生
多遇地震下： 的材结料构决处定于。弹性状态，结构阻尼由组成 如：钢钢筋结混构凝2土%结构5%
罕遇地震下：
阻尼是靠结构局部损坏产生 的，例如梁、柱的塑性铰。
1
大震下结构几种塑性铰形式
地震中出现构件损伤
强柱弱梁型 强梁弱柱型 偏心支撑
不同阻尼下的反应谱
消能减震结构体系
及设计方法
薛中国彦建涛筑科学研究院
13501034240
名称解释
消能减震,耗能减震,制震
消能减震结构
一二三、、、什消消么能能是器减消有震能哪适减几用震种什结么构样的结构 四五六七、、、、消消消工能能能程减器减介震与震绍的结结试构构验如如研何何究连设接计结构
一、什么是消能减震结构
起引构值阻到起通，尼因地了结过直，此震至构阻至振，发关的尼振动阻生重振消动将尼后要动耗完永在，的反振全远降地作应动停持低震用能止续，结能量下在。。构量去振如，振输动果减。动入过没小反结程有振应构中结动中，结构幅
一端固接 一端铰接
4
工作原理
双杆式
液尼括塞体开体器缸和，有粘主体粘活小滞要滞塞孔、阻包流上活.
双杆式
穿变两，双个粘杆腔滞式体液筒体，状从因液左此体到活粘右塞滞左，阻右或尼移从器动右中时到的腔左活体。塞体杆积贯不
单杆式
主体粘活小要、滞塞孔包活流上. 括塞体开缸和有，
调节贮油腔
贯体腔穿积。单一会杆个发式腔生筒体改状变，液因，体单此因粘杆活此滞式塞需阻左要尼右一器移个中动调的时节构中安装消 能器（阻尼器），人为增加结构 阻尼，消耗地震下结构的振动能
。 量，达到减小结构的振动反应，
实现结构抗震的目的 采用了消能减震技术的结构称
汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策_薛彦涛
[文章编号] 1002-8412(2009)05-0093-08汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策薛彦涛,黄世敏,姚秋来,葛学礼,曾德民,尹保江,荣维生,于 文(中国建筑科学研究院抗震所,北京100013)[摘 要] 汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。
框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理(刚度突变,强梁弱柱),等等。
在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法:加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。
楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。
[关键词] 汶川地震;框架结构;震害;破坏倒塌;强柱弱梁[中图分类号] P315.9 [文献标识码] ASeismic Damage and Design Concept from the Buildings of RC Frame Structure in WenchuanEarthquakeXue Yan -tao ,Huang Shi -min ,Yao Qiu -lai ,G e Xue -li ,Zeng De -min ,Yin Bao -jiang ,Rong W ei -sheng ,Yu We n(China Academy of Building Res earch ,Beijing 100013,China )A bstract :Wenchuan 5.12earthquake caused severely damage in RC frame .In this paper ,many kinds of damage on RC frame structure are introduced ,such as the integral structure collapse ,soft story collapse ,bending damage at the bottom and or the top of columns ,shear failure in short column ,etc .The stairs without seis mic design appear pulling damage and s ome of them are even pulled down .Filling walls are also badly damaged .The causes of the damage in RC Frame under earthquake are that earthquake intens ity ,the construction quality ,the unreasonable design such as the mutation in vertical stiffness and the strong beam and the soft colu mn ,etc .After a thorough anal y s is ,the anti collapse methods of RC frame structure are proposed :strengthening the aseismic ability of the column in design ,adding shear walls in RC frame and using base isolation or energy dissipation technology .Earthquake should be considered in stair design if stairs connect with the structure directly ,but if setting slid ing link bet ween stair and structure ,the effect of earthquake could be neglected .Strengthening the anti -earthquake performance of filling wall could ens ure no collapse happening during severe earthquake .Keywords :Wenchuan 5.12earthquake ;RC frame structure ;Seis mic damage and collapse[收稿日期] 2009-02-121 引言2008年5月12日四川省汶川县发生的里氏8级特大地震,震中位于四川省映秀镇。
汶川地震结构震害与结构设计
汶川地震结构震害与结构设计特邀专家简介：薛彦涛中国建筑科学研究院工程抗震研究所研究员，中国建筑学会抗震防灾分会理事，中国建筑学会高层建筑结构专业委员会委员，中国建筑学会高层抗震专业委员会委员，抗震加固改造技术专业委员会委员，中国建筑学会砌体建筑结构学组副秘书长。
主要从事高层结构分析、结构抗震加固和消能减震方面的研究。
薛彦涛：各位代表上午好，这次汶川地震给我们的建筑业的抗震做一个很大的提示。
我们第一批专家是14号到达汶川地震现场，24号去了都江堰，然后又去了汶川。
正好有时间在都江堰做些的详细的调查。
我的报告主要是砌体结构。
其一，因为砌体结构是我们国家建筑面积比较大的结构之一。
其二就是我们做好砌体结构是非常重要的，主要是加固的问题。
这次砌体结构已经在这次地震中造成的很大的伤害。
我们这次在都江堰是属于四川成都地区，这个城市特点是规模相对很大，距震中地区是20公里，我们在都江堰看到的震害是非常严重的。
这个是跟汶川县城距离很近的地方。
这个是都江堰的卫星图。
大家可以看到一个很清晰的情况，中间有一个老城区。
这个是老城区的一些地区，这些地方的破坏是比较集中的，这些地方房屋建造大部分是在八十年代开始建筑的。
从建筑损害的情况看，都是非常严重的。
都江堰的地震烈度是8~9度，地面加速度为200~400mm/s2之间。
这个是都江堰实际遭遇的一个的震害现象。
他们的房屋虽然没有倒，但是破坏的程度是非常严重的。
都江堰结构类型主要：砖混结构；底框结构；框架结构；框架剪力墙结构；框架简体结构；厂房排架结构；农村民房。
这些地方有成片倒塌的，也有逐个倒塌的，这些房屋虽然有的没有倒塌，但是都已经不能再用了。
从这个的方面值得我们反思的是结构的设计是否到位，应该给我们一些警示。
农村的民房离震中近的地方倒塌比较严重，但是人员伤亡的不多。
人员都没有死亡，所以他们的心情是比较轻松的。
讲一些其他的震害，一是砖混结构的震害，砖混结构使用范围：1，住宅；2，学校教室；3，政府办公楼；4，医院。
8度区某小学教学楼隔震设计
8度区某小学教学楼隔震设计摘要：采用橡胶隔震支座依据《隔标》对甘肃省某小学教学楼进行基础隔震设计。
结合实际工程从隔震设计方法、性能目标选择、隔震层设计、计算结果分析等方面逐一梳理《隔标》、《抗规》异同，供设计人员参考。
关键词：高烈度区；基础隔震设计；橡胶支座；新旧规范对比1、工程概况甘肃省某小学教学楼总建筑面积7512.87㎡，其中地上6111.47㎡，地下1401.40㎡，为地上五层（不含屋顶）地下一层钢筋混凝土框架结构。
建筑平面为矩形，隔震层高2.6m，一至四层高3.8m，五层层高5.1m。
长65.8m，宽17.8m，高23.97m，长宽比为3.7，高宽比为1.35。
2、设计参数建筑抗震设防类别为乙类，结构安全等级为一级。
抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第三组，场地特征周期为0.45s。
框架抗震等级二级，局部单跨框架一级。
3、隔震设计方法以往隔震设计依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016版）（简称“抗规”）采用分离式计算方法，通过引入减震系数上部结构可以采用传统的反应谱计算方法设计，实现了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。
《建筑隔震设计标准》（GBT51408-2021）（简称“隔标”）提出了包含隔震层在内的直接设计方法，采用中震进行内力计算和构件设计，进一步引入性能化设计，实现“中震不坏、大震可修、巨震不倒”的抗震设防目标。
4、确定隔震目标4.1结构体系与抗震等级房屋高度涉及结构体系选择、抗震等级确定这两个重要问题。
对于隔震建筑来讲，通过对大震下工况的各种验算、较为严格的高宽比限制，能够有力地保证结构体系的抗倾覆能力、整体刚度与稳定性、整体承载能力等的宏观指标。
虽然结构隔震层设置位置有所不同，但隔震建筑能够保证各结构体系的适用高度与普通结构基本一致，故《隔标》6.1.2条规定隔震建筑宜符合《抗规》对建筑高度的规定，用于结构体系的选择。
合理振型数的确定及扭转振型判定
30713 30419 21218 21010 30811 30618
允许值 330
6 结论 (1) 在罕遇地震作用下 , 附加的钢棒限
位器增加了隔震层的刚度 、阻尼 , 减小了隔 震层最大侧移量 。
(2) 在多遇地震作用下 , 限位钢棒不起 作用 , 有利于取得较好隔震效果 。
(3) 限位钢棒也可作为安全储备 , 作为
数 。对于特征参数的控制方法 , 采用 “每一
质点”基础上的特征参数的控制方法 , 也即 “质点特征参数的控制法”, 是指 ZΓ 的列向
量中的每一个数作为一项 , 其绝对值与 R 中相应的数之差的绝对值不大于精度Δ , 即
必须每一项都满足要求 。
213 质点特征参数法与有效质量法的比较
从以上两种方法的分析证明来看 , 它们
—9 —
Xij 、yij 、θij 分别为 i 质点 j 振型的振型位 移分量 ; mi 、J i 分别为第 i 层质量与转动惯 量 , [ 1 ] 为单位阵 。对于 j 振型 , 式 (6) 可表达为 :
6 6 6 mix2ij +
miy2ij +
Jθi 2ij = 1 (7)
i
i
i
现定义 : J 振型 x 方向的振型方向因子
件也仿效应用 。本文提出了特征参数法控制
振型数 , 并与有效质量进行比较 ; 定义了新
的振型方向因子来判定扭转振型 , 供设计者
对上述问题应用时参考 。
2 合理振型数的确定
211 有效质量法
有效 质 量 ( 见 美 国 结 构 计 算 软 件
“ETABS”说明书) :
6 EMxj =
2
mixij
i
2 国家标准《建筑抗震设计规范》编制组 1 建筑抗 震设计规范 , 2002
耗能减震技术在抗震加固工程中的简化设计
耗能减震技术在抗震加固工程中的简化设计张军涛;宫海;程美涛【摘要】介绍了阻尼器型屈曲约束支撑和阻尼器型屈曲约束钢板墙这两种耗能减震技术的简化设计方法,并通过这种简化设计方法使阻尼器型屈曲约束支撑这种耗能减震技术在抗震加固工程中的得到了应用,从案例分析结果看,这种耗能减震技术简化设计方法为结构抗震设计提供了可靠、便利的设计依据,是一种合理有效的抗震途径或结构振动控制技术手段,可应用于抗震加固工程的设计理论和分析.【期刊名称】《地震研究》【年(卷),期】2015(038)002【总页数】4页(P297-300)【关键词】阻尼器;屈曲约束支撑;屈曲约束钢板墙;耗能减震;抗震加固【作者】张军涛;宫海;程美涛【作者单位】上海蓝科建筑减震科技股份有限公司,上海200433;上海蓝科建筑减震科技股份有限公司,上海200433;上海建工五建集团有限公司,上海200062【正文语种】中文【中图分类】TV352耗能减震技术属于一种结构被动控制措施，采取结构振动控制技术，对结构施加控制机构或系统，与结构自身共同发挥作用，以减轻主体结构的地震反应，是一种合理有效的抗震途径(高杰等，2010)。
耗能减震结构中所用的耗能装置一般称作阻尼器，目前研究开发的阻尼器种类很多，笔者主要对阻尼器型屈曲约束支撑和阻尼器型屈曲约束钢板墙在抗震加固工程中的简化设计方法进行了介绍，并针对及其工程应用做了相关总结与探讨(GB50011—2010)。
阻尼器型屈曲约束支撑和阻尼器型屈曲约束钢板墙均属于位移型阻尼器，基本原理是其芯材的屈服耗能为主体结构提供附加阻尼。
由于它们的耗能模式不同，所以其耗能减震原理与耗能减震性能也不同，阻尼器型屈曲约束支撑是一种拉压屈服型位移阻尼器，而阻尼器型屈曲约束钢板墙则是一种剪切屈服型位移阻尼器(高杰等，2011)。
阻尼器型屈曲约束支撑通过在低屈服点钢核心外部套管，可以完全避免受压屈曲，是一种效率很高的结构构件；同时屈曲约束支撑在达到其屈服强度极限状态时受压和受拉均可进入屈服状态，且滞回曲线饱满，又是一种性能优越的耗能减震器(李国强等，2009)，其基本组成如图1所示。
建筑地震作用计算方法演变与发展
建筑地震作用计算方法演变与发展
薛彦涛;魏琏;黄世敏
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2022(52)17
【摘要】从地震作用取值的历史演变,揭示小震和中震设计的内在联系,还原小震设计的本质。
初期,地震工作学者提出了地震系数法,地震作用为单一水平侧向力。
此后,随着地震加速度反应谱的建立,各国开始采用反应谱理论计算地震作用,反应谱最大加速度值以前期单一地震作用为基础确定,可称为小震计算阶段。
设防烈度地震(中震)提出后,抗震设计进入中震反应谱计算阶段,由于以此计算的地震作用大幅提高,各国为保证规范的延续性,对中震计算的地震作用进行了折减,高延性结构折减后与小震值相当。
我国基于概率可靠度回归小震的地震作用取值,同时增加了抗震措施以大幅提高结构延性,此设计方法经受住了地震考验。
【总页数】9页(P5-13)
【作者】薛彦涛;魏琏;黄世敏
【作者单位】中国建筑科学研究院有限公司;深圳市力鹏工程结构技术有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TU312.1
【相关文献】
1.我国抗震规范中地震作用计算方法的演变
2.建筑抗震支吊架地震作用计算方法评述
3.橡胶支座基础隔震建筑地震作用实用计算方法
4.建筑结构在多维地震动作用
下的抗震计算方法5.输电杆塔地震作用下基础作用力计算方法研究—以巴楚~莎车750kV线路工程为例
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对减隔震设计问题的解读
减隔震设计问题的解读问题1 关于《建筑工程抗震管理条例》的共性问题Q：“地震重点监视防御区”具体信息涉密，目前项目设计、审查中怎么解决？A：下图是中国上一代地震重点监视防御区的范围。
可以看到基本上环渤海的经济发达地区和城市，长三角、珠三角、大西南都是属于这个区域。
再有一个大家注意所有的省会城市和直辖市都是重点监视区。
新一代“地震重点监视防御区”已批准，但仍属信息涉密，范围相比上一代做了微调，增加了一带一路相关范围。
Q：《条例》要求学校、医院等不低于重点设防类，其中学校是否包含大学，医院是否包含一级医院？A：薛彦涛认为学校应包括大学。
薛认为虽然大学生有正常行为能力，但是在大地震下也难以逃生，同时大学又属于人员密集场所，会造成较严重的人员损伤。
学校里面哪些建筑需要提高标准，建议按《建筑工程抗震设防分类标准》对其进行设防分类。
比如教学用房、学生宿舍和食堂等人员密集建筑。
医院同样建议采用《建筑工程抗震设防分类标准》对其建筑进行设防分类，比如门诊、医技、住院用房等人员密集建筑，一级医院具有外科手术室或急诊室时医疗用房应为重点设防分类，属于《条例》范围。
广播电视建议按照《广播电影电视抗震设防分类标准》GY5060-2008对其建筑进行设防分类。
Q：高烈度地区学校、医院等，要求采用隔震减震等技术，保证设防地震时能够满足正常使用要求。
那么此要求是否意味着按中震弹性设计？减震建筑能否满足此要求？非结构构件和机电设备如何满足此要求？A：现在主流的设计是按照中震不屈服进行设计，按中震不屈服能够考虑到安全性。
对于梁这种耗能构件可以把它的承载力适当放大，乘以一个超载系数1.25，其目的是降低梁的配筋，保证强柱弱梁。
薛认为在地震下混凝土结构一般破坏不严重，砌体结构破坏较严重，也可以考虑混凝土结构按小震设计，砌体结构按中震设计。
目前对此没有明确的规范标准。
中震设计要考虑填充墙的破坏，填充墙应满足中震下结构变形的要求或者结构变形满足填充墙的要求。
建筑消能减震加固技术介绍
薛彦涛，中国建筑科学研究院有限公司研究员，工学博士。
长期致力于工程抗震、消能减震和隔震、结构加固等技术研究和工程应用，是该领域的知名专家。
现任中国建筑学会抗震防灾分会理事，中国建筑学会结构分会理事，高层建筑结构专业委员会、抗震加固改造技术专业委员会、结构减震控制委员会、全国标准化技术委员会和中国地震学会可恢复功能防震体系专业委员会委员等。
主持完成“十一五”国家科技支撑计划课题“建筑抗震前沿理论与技术研究”、“十三五”国家科技支撑计划课题“工业化建筑消能减震全装配框架结构体系研究”；参与完成“八五”科技攻关课题和“十一五”“十二五”国家科技支撑计划课题“大型及重要建筑抗震计算理论与试验技术研究”“高烈度区高层建筑消能减震技术研究”，承担多项国家、省部级科研课题及重大项目。
在国内外知名刊物上发表论文63余篇，主编著作1部，主编标准《建筑消能减震加固技术规程》；参编国家标准《建筑抗震设计规范》《建筑隔震设计标准》(在编中)、《建筑隔震弹性滑板支座》等。
研究成果荣获国家科技进步二等奖2项，省部级科学技术一等奖2项、二等奖2项。
引言全国既有建筑总量613亿平方米，其中：城市房屋占1/3；需要改造40亿平方米，还有大量的工业建筑。
由于历史、使用、规范变更、区域抗震设防变化等原因，建筑需进行抗震加固。
采用消能减震技术加固是在现有建筑中安装适当数量的消能器，当建筑遭遇地震作用时，消能器通过结构变形消耗建筑结构的振动能量，将部分建筑结构的动能转为热能消散掉，大大减少建筑结构本身的位移或变形，使原本不能满足承载能力和变形能力抗震目标的房屋达到预期的抗震目标，从而实现房屋的抗震加固目的。
从1990年八五科技攻关开始进行消能减震研究工作，1998年完成北京火车站等3个重要工程的消能减震加固。
至今，全国已有大量建筑，尤其是中小学校舍、医院的抗震加固采用了消能减震技术。
为进一步规范消能减震加固技术在现有建筑（除古建筑外，建成并投入使用2年以上的建筑）中的应用，经过长期的研究和实践积累，2014年中国建筑科学研究院会同同济大学、清华大学、北京市建筑设计研究院等单位开始编制《建筑消能减加固技术规程》，2019年 4月1日颁布实施，适用于抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度地区的现有建筑采用消能减震技术进行抗震加固的设计、施工、验收、维护及消能减震产品检测。
溧阳市昆仑南苑15号楼隔震设计
ｔｅｈｒ ｏｔ ｅ ｍ ｃａｔ ｎｕ ｏ ｐｒ ｔ ｃ ｒ： ）ｔ ｃ ｒ ｉ ｌ ｅ ｅｔ ｍ ｉｌ ａ ｐａｓ ｎｔｅｉ ｌ ｅ ｙｒ ｒ ｈ ｏ ｚｎａ ｓｉ ｉ ｃｏ ｐｎｓ ｅ ｒ ｔ ｅ ２ ｓ ｕｔ ａ ｄ ｐａ ｍ ｎｓ ａ ｙ ｐ ｅｒ ｉ ｈ ｏａ ｄｌ ｅ；ｅ ｉ ｌ ｓ ｉ ｕ ｓｕ ｕ ｒ ｕｌ ｓ ｃ ｎ ｓ ｔ ａ 。
ｆｒｔｅｂ ｓ —ｉｏａ ｄｓｓ ｍ． ｅｃ ｒｗ ｓｍｅｃｎ ｌｓｏ ｓａ ｏｌ ： ） ａｅｉ ｌｔ ｎ ｔｃ ｎｑ ｅｃｎ ｇｅｄ ｅ ｕ ｅ ｏ ａｅ ｓｌｔ ｙｔ ｗ ａ ｄａ ｏ ｏ ｃｕ ｉｎ ｓｆｌ ｗｓ １ ｂ ｓ ｏａｉ ｅｈ ｉｕ ａ ｒａ ｙ ｒｄ ｃ ｈ ｅ ｅ ｎ ｏ ｓ ｏ
２ 结构 抗震设计方案 结构隔震技术作为一项结 构减震新技术 ，主要指在房
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屋结构 的基础和上部结构 之间设置 由叠层橡胶隔震支座 和 阻尼器等部件组成的隔震 层 ，以延 长整个结构体 系的 亡振 ｜
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１ 工程 概 况
力设计值 ，再加上车库层 梁板 结构分配 给各隔震支座 的轴 向力设计 值 ， 各 隔震 支座轴 向力设计值 。 得 根据《 规范》 中 橡胶隔震支座平均压应 力限值 的规定 ，选用橡胶隔震 支座 的型号和数量 ， 经过多轮时程分 析的调整后 ， 终确 定隔震 最 层 中橡胶隔震支座的布置如 图 １ 所示。
半地下车库。该工程采用隔震技 术进行结构设计 ， 隔震层 由橡胶 隔震 支座组成。本工程在 底层车库顶板下设置 隔震 支座 ， 隔
震支座布置在车库层柱的柱顶。对隔震体 系空间模型的时程分析表 明： 用隔震措施可显著降低上部结构 的地震作 用； 采 采用 隔震技术后 ， 结构在地震作用 下的位移主要 出现在 隔震层 ， 上部结构发生的 变形很小。
探究影响实际隔震建筑自由平动效果问题
探究影响实际隔震建筑自由平动效果问题唐庆海【摘要】对影响实际隔震建筑自由平动效果问题进行了分析,从隔震建筑设计、施工和运营方面进行了论述,提出了保证隔震建筑自由平动效果的方法,达到了实现实际隔震建筑减震的效果.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2018(044)010【总页数】2页(P38-39)【关键词】隔震建筑;自由平动;隔震缝【作者】唐庆海【作者单位】福建六建集团有限公司,福建福州350011【正文语种】中文【中图分类】TU352隔震建筑即将建筑与地震隔离，在建筑与基地连接的部位通过设置隔震装置以耗散地震能量，减少地震能量向上部结构传递，隔震装置通常采用普通叠层橡胶支座(LNR)和铅芯橡胶支座(LRB)[1]。
隔震理论、试验、检测、设计应用研究已经很成熟，2013年中，四川省芦山县人民医院综合楼建筑经受住2013年7.0级芦山地震，建筑和医疗设施均完好无损。
虽然隔震建筑有这么好的减震效果，但在对全国各省实际隔震建筑的建设施工以及运营过程中的调研来分析，由于各方面因素导致隔震建筑隔震层隔震缝处理不当，限制实际隔震建筑自由平动效果，甚至使隔震建筑在地震中变成“抗震建筑”，失去了原有隔震建筑的设计减震效果。
03SG601—1建筑结构隔震构造详图已对隔震缝构造设计进行了规范。
然而，在实际隔震建筑设计施工运营阶段，存在诸多问题。
2016年，王曼婷等人在《福建省建筑应用隔震技术施工及构造问题分析》一文中，提出福建省实际隔震建筑存在隔震预埋件和混凝土施工质量差，隔震层施工工程中缺乏沟通协调等问题，并提出相应的解决建议[2]。
针对影响实际隔震建筑自由平动效果，仍需进一步探究。
1 隔震建筑自由平动原理在地震作用下，结构主要通过柱来传递水平剪力。
传统的框架结构底层柱是全现浇钢筋混凝土，而隔震结构的底层柱在某一位置截断，在截断处布置可自由平动的隔震支座[3]。
隔震支座由检测部门检测其是否可达到规范要求的自由变形性能，合格的隔震支座才可以安装在隔震建筑的下支墩柱上。
采用不同材料加层时结构阻尼比计算方法(应变能法)
采用不同材料加层时结构阻尼比计算方法(应变能法)
薛彦涛;韦承基;孙仁范;史铁花;韩雪
【期刊名称】《工程抗震与加固改造》
【年(卷),期】2008(030)002
【摘要】从能量原理出发,推导出采用不同材料加层结构的阻尼比的精确计算公式;同时,根据剪切变形为主的结构特点,推导出适合于手算的不同材料加层结构阻尼比的计算公式,计算公式只与结构振型和楼层质量相关,与精确公式相比有较好的精度.文章通过2个算例分析发现:采用不同材料加层结构的各振型阻尼比不同,各振型阻尼比受加层结构阻尼比的影响也不同;用纯剪切型结构直接计算框架结构的振型阻尼比存在较大误差.
【总页数】5页(P91-95)
【作者】薛彦涛;韦承基;孙仁范;史铁花;韩雪
【作者单位】中国建筑科学研究院,北京,100013;中国建筑科学研究院,北
京,100013;中国建筑科学研究院,北京,100013;中国建筑科学研究院,北京,100013;中国建筑科学研究院,北京,100013
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3
【相关文献】
1.轻钢加层结构阻尼比计算方法的讨论 [J], 王奇;顾正维
2.关于能力谱法等效阻尼比不同计算方法综述 [J], 张晶
3.加固加层隔震结构阻尼比特性的振动台试验 [J], 刘鑫;刘伟庆;王曙光;杜东升
4.抗震设计中组合结构的应变能阻尼比计算方法 [J], 魏琏;刘维亚;韦承基;孙仁范;刘跃伟
5.地震区房屋加层采用外套结构时合理形式的选择 [J], 汪恒在
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当隔震支座外径小于300mm时，其平均压应力 限值对丙类建筑为12MPa。 当隔震支座外径小于300mm时，其平均压应力 限值对丙类建筑为12MPa。
水平位移0.55D时的竖向压应力
• 通过试验知，当橡胶隔震支座的第一形状 系数S1≥15，第二形状系S2≥3，橡胶硬 度不小于40时，隔震支座的最小屈服应力 值=34MPa，行业标准中取30MPa。
N/ 剪切弹性模量0.392N/
竖向极限压应力
竖向极限压应力指橡胶支座在无任何水平 变形的情况下可承受的最大压应力。 规范规定：
竖向平均压应力设计值
规范规定：竖向平均压应力设计值不应超过下 表中的规定。 建筑类别
平均压应力限值 （MPa）
甲类建筑 乙类建筑 10 12
丙类建筑 15
max ≥90 MPa。
• 摩擦滑移支座中聚四氟乙烯(PTFE)与不锈钢板之间 动摩擦系数 的主要影响因素与正压力、滑移速 度、环境温度以及润滑剂的使用有关。 • 采用国内聚四氟乙烯(PTFE)进行的的摩擦系数与压 力的试验得到的压力与摩擦系数的关系为：
) F N sgn( x
0.0588 0.4268
取同类型结构适用高度
随着隔震技术的深入研究，隔震大量用 于高层建筑，有些甚至是超高层建筑。
Osaka City ， 结 构 高 168.5m ， 地 下 1 层，地上 50 层，高宽 比 ： 4.2 （ 长 边）， 5.7（ 短边）。
2.隔震设计基本内容
（１）隔震建筑的体型应基本规则，上部建筑重心 尽可能与隔震层的刚度中心接近，保证隔震结构地 震时不至因太大的扭转而发生意外的破坏。 （２）合理设置隔震结构的基本周期，避开场地周 期和上部结构的周期，有效发挥隔震技术的效用。 （３）隔震层以上结构按多遇地震进行强度设计和 变形验算。 （４）隔震层以下结构(包括地下室)支承隔震支座 的竖向构件的应验算罕遇地震下抗剪承载力。其它 构件按小震验算。
橡胶隔震支座技术参数
• • • • • • • • 形状系数（第一形状系数，第二形状系数） 竖向刚度 竖向极限压应力 竖向极限拉应力 水平变形 水平刚度 屈服后刚度 等效阻尼比
形状系数
• 第一形状系数
• 控制每层橡胶的厚度的形状系数称为第一形状系 数，用S1表示，定义如下：
保证竖向承载力稳定性
N/ 剪切弹性模量0.392N/
隔震支座
支撑建筑物 较小的水平刚度 自复位
常用隔震支座
橡胶隔震支座 滑板隔震座 摩擦摆
消能器（阻尼器） 耗散地震能量 抑制位移。
橡胶隔震支座是由多层 橡胶和多层钢板或其他材 料交替叠置结合而成的隔 震装置，又称叠层橡胶隔 震支座，目前常用的橡胶 隔震支座有两种： 普通橡胶支座 铅芯橡胶支座。
普通橡胶隔震支座滞回曲线
等效刚度
Kpy Ks Keq
Kh
1 Q Q 2 U U
屈服后刚度Kpy
K py
铅芯橡胶隔震支座滞回曲线
1 Q Q gy Q Q gy 2 U U
N/ 剪切弹性模量0.392N/
非线性液体粘滞消能器的滞回曲线
铅棒阻尼器
碟形弹簧阻尼器
位移型消能器力学模型
位移型消能器的力学模型为： x xy FK x
s
F Fy K y ( x x y ) x x y
消能器小结
• 三种消能器及其特点 １）液体粘滞阻尼器 ２）铅棒阻尼器 ３）碟形弹簧阻尼器
内容
（1）隔震建筑原理 （2）地震时隔震建筑表现 （3）隔震层组成 （4）隔震技术应用范围和适用条件 （5）隔震设计基本要求 （6）隔震结构的设计 （7）隔震支座检验要求 （8）施工技术要点 （9）工程设计设计实列
摩擦摆隔震支座（类型I）
常用隔震支座
橡胶隔震支座 滑板隔震座 摩擦摆
摩擦摆隔震支座构造图
摩擦摆隔震支座试验
摩擦摆水平力
摩擦摆隔震支座（类型I I ）
F
W ) D W sgn( R
摩擦摆的侧向刚度
K W / R
W
相当于屈服剪力 Q gy
消能减震装置
• 液体粘滞阻尼器 • 铅棒阻尼器 • 碟形弹簧阻尼器
• 规范规定： 为了保橡胶隔震在竖向荷载作用下 的承载力要求第一形状系数 S1 ≥ 15。
• 第二形状系数 地震作用下，橡胶支座会发生较大的 水平变形，这就要求处于大变形的橡胶支 座在高压应力下不致失去自身的稳定性， 为了控制橡胶支座的稳定性，引入第二形 状系数S2，
• S2定义如下：
N/ 剪切弹性模量0.392N/
南加州大学医院
南加州大学医院（隔震结构），8层。
南加州大学医院医院(隔震)
南加州大学医院地震记录 基础加速度为 0.49g，而顶层加速度只有0.21g。
Olive View医院(不隔震)
日本WEST大厦（隔震结构），8层。
方向 地震观测 位置 6层 1层 基础 东西 103 106 300 南北 75 57 263 上下 377 193 213
日本进行的耐久性研究
Takenaka Corporation
平面
2007年的温度记录
取出隔震支座
1.压缩除变
Cr 0.402Y
0.568
2.竖向刚度
3.水平刚度
4.剪切性能
• 《行业标准》规定：叠层橡胶支座应具有 不小于60年的设计工作寿命。 • 老化性能是指支座在常温下的各项力学性 能如：竖向刚度、水平刚度、等效粘滞阻 尼比和水平极限变形能力等保持稳定。要 求变化率不超过20%，且外观无龟裂。 • 目前老化性能测试采用加热加速试验预 测。
滑板隔震支座
平板式摩擦滑移隔震支座构造图
平板式摩擦滑移隔震支座实物
• 平板式摩擦滑移支座的竖向刚度较大，可 视为刚性。竖向承载力取决于聚四氟乙烯 （PTFE）的抗压强度，PTFE的极限压应 力值可达68MPa，设计值一般取45MPa。 • 水平方向，在滑移前水平刚度也很大，设 计时可取刚性假定。滑动后，刚度为零， 只提供摩擦力：
普通叠层橡胶支座
两种安装方法
铅芯叠层橡胶支座 安装方法1 安装方法2
安装方法1
安装方法2
橡胶隔震支座的耐久性
• 1889年在澳大利亚墨尔本市的一座铁路高架桥上安装了天 然橡胶垫，这座高架桥至今仍在使用中。研究人员从使用 了100多年的天然橡胶垫上切下一块橡胶试样进行测试，发 现虽然橡胶中没有加抗氧化剂，但 在表面1.5mm产生老化 ，以下的橡胶性能未发生任何改变。这说明在一般情况下 ，橡胶的天然老化限制在表而区域。 • 1962建成的英国伦敦至肯特的M2高速公路桥上，使用了叠 层橡胶支座，1982年移出两个进行了压缩和剪切刚度试验 ，并切开一个橡胶支座研究橡胶性能，结论是，支座的压 缩及剪切刚度没有明显变化，表面无任何开裂及老化征兆 。 • 1966年建成的伦敦奥尔班6层隔震公寓，采用了叠层橡胶 支座。之后每8年进行一次观测，从外观上未发现老化现象 ，硬度也无变化。
• 规范规定： 1. 第二形状系数 S2≥ 5。 2. 如果第二形状系数不能满足上述要求时， 压应力设计值应适当降低。 当5＞S2≥4时，降低20%； 当4＞S2≥3时，降低40%。
N/ 剪切弹性模量0.392N/
竖向刚度
Kv P1 P2 1 2
N/ 剪切弹性模量0.392N/
水平变形
内容
• • • • • 叠层橡胶支座隔震技术规程 建筑抗震设计规范 建筑隔震橡胶支座 建筑隔震施工验收规范 图集《建筑结构隔震构造详图》 （03SG610-1）
（1）隔震建筑原理 （2）地震时隔震建筑表现 （3）隔震层组成 （4）隔震技术应用范围和适用条件 （5）隔震设计基本要求 （6）隔震结构的设计 （7）隔震支座检验要求 （8）施工技术要点 （9）工程设计设计实列
液体粘滞阻尼器
粘滞阻尼器剖面
粘滞消能器力学模型
粘滞消能器的恢复力模型可以表示为：
sgn( ) F CD
一般在0～1之间取值，当 取值等于1时，消能器为线性粘滞流体消 能器；取小于1时，为非线性阻尼器。
——消能器的相对速度指数，
粘滞阻尼器原理
隔震结构中粘滞阻尼器原理安装方法
日本22层隔震建筑
芦山地震－芦山芦山县医院
甘肃陇南的一幢居民住宅
砖混隔震建筑，砖混结构，6层
隔震与非隔震结构地震反应对比
小结
• 隔震建筑在地震中的表现完美。 • 隔震不仅能够保证结构不破坏，还保护室 内家具和设备。
隔震建筑室内家具完好
非隔震建筑室内家具翻倒
内容
（1）隔震建筑原理 （2）地震时隔震建筑表现 （3）隔震层组成 （4）隔震技术应用范围和适用条件 （5）隔震设计基本要求 （6）隔震结构的设计 （7）隔震支座检验要求 （8）施工技术要点 （9）工程设计设计实列
隔震技术适用条件和应用范围
（1）结构高宽比宜小于4；且不应大于对非隔震结构高宽比要求。 高宽比大于4或非隔震结构相关规定时，应进行专门研究。
（2）建筑建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类
• 使用功能有特殊要求的建筑 如地震时不能中断使用的指挥机关、公安 消防部门， 地震时不能损坏信息系统和重要设备的银 行、通讯部门， 不能发生次生灾害的存放有毒、爆炸物品 的建筑、高危试验室， 地震时要求有更大生安全保障的幼儿园、 中小学、医院等建筑
小结
• 适用条件 高宽比、I、II、III类场地 • 应用范围 学校、医院等
内容
（1）隔震建筑原理 （2）地震时隔震建筑表现 （3）隔震层组成 （4）隔震技术应用范围和适用条件 （5）隔震设计基本要求 （6）隔震结构的设计 （7）隔震支座检验要求 （8）施工技术要点 （9）工程设计设计实列