隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程方案選定動(dòng)力分析計(jì)算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震層設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和地基從建筑功能、場地條件、經(jīng)濟(jì)性等方面，選擇是否采用隔震，并初步確定隔震結(jié)構(gòu)的方案。設(shè)定上部結(jié)構(gòu)和隔震層參數(shù)，取計(jì)算模型，進(jìn)行動(dòng)力分析，驗(yàn)證以上方案是否滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，不滿足，則調(diào)整上部結(jié)構(gòu)或隔震層參數(shù)，重新計(jì)算。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計(jì)方法分析計(jì)算上部結(jié)構(gòu)，但水平地震作用取隔震后的數(shù)值，且部分抗震構(gòu)造也相應(yīng)變化。隔震裝置在罕遇地震下的驗(yàn)算，隔震裝置與上下結(jié)構(gòu)之間的連接分析及設(shè)計(jì)，建筑構(gòu)造處理等。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計(jì)方法分析計(jì)算下部結(jié)構(gòu)。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計(jì)方法分析計(jì)算基礎(chǔ)及地基。第一步方案選擇1.1適用范圍建筑功能：可用于對抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT要求的建筑。場地條件：自振周期較小，地基土堅(jiān)硬。經(jīng)濟(jì)型：采用隔震技術(shù)，增加了隔震支座費(fèi)用、隔震構(gòu)造措施費(fèi)用，但減小了梁柱斷面，節(jié)約了鋼材和混凝土用量。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，對于高烈度區(qū)，采用隔震技術(shù)經(jīng)濟(jì)性十分明顯，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比較合理，一般能節(jié)約3%～20%。1.2結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)降低后的水平地震影響系數(shù)計(jì)算國外大量實(shí)踐驗(yàn)證，隔震技術(shù)對與自振周期超過1s的高層結(jié)構(gòu)同樣適用，故2010版《抗規(guī)》取消了2001版結(jié)構(gòu)周期小于1s的限制。隔震建筑結(jié)構(gòu)體型宜規(guī)則、對稱。高層建筑一般會(huì)采用剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)或者框架結(jié)構(gòu)，在開始定方案時(shí)，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的高寬比不宜過大，一般控制在3以內(nèi)比較好，不宜超過4。對高寬比大的結(jié)構(gòu)，需進(jìn)行整體傾覆驗(yàn)算，防止支座壓屈或出現(xiàn)拉應(yīng)力超過1MPa。高寬比超過4，需要做超限審查。采用隔震技術(shù)，上部結(jié)構(gòu)剪重比依然要滿足本地區(qū)設(shè)防烈度的最小剪重比要求。建筑場地宜為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，并應(yīng)選用穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)類型。1.3隔震層方案隔震層層高：對于沒有地下室的建筑，需要增加一層作為隔震層，這一層層高不宜太高，一般梁底到地面的凈高不應(yīng)小于600mm，建議不小于800mm。這一要求主要是為了便于日后的隔震層維護(hù)和檢修。隔震層位置：基礎(chǔ)隔震，隔震層位于地下室頂部或單獨(dú)設(shè)置隔震層；柱頂隔震，隔震層布置在一層柱頂；層間隔震特殊結(jié)構(gòu)如大底盤多塔結(jié)構(gòu)，其柱距較大，為不影響大底盤層的使用功能，可在上部結(jié)構(gòu)與大底盤層之間，專門設(shè)置層高1.5m～2.0m的隔震層。采用隔震技術(shù)，上部結(jié)構(gòu)剪重比依然要滿足本地區(qū)設(shè)防烈度的最小剪重比要求?；赘粽鹗讓痈粽饘娱g隔震1.3隔震層方案隔震層設(shè)置在有耐火要求的使用空間中時(shí)，隔震支座和其他部件應(yīng)根據(jù)使用空間的耐火等級采取相應(yīng)的防火措施。隔震層所形成的縫隙可根據(jù)使用功能要求，采用柔性材料封堵、填塞。隔震層宜留有便于觀測和更換隔震支座的空間。第二步動(dòng)力分析及計(jì)算2.1動(dòng)力分析及計(jì)算原結(jié)構(gòu)隔震結(jié)構(gòu)減震系數(shù)罕遇地震結(jié)構(gòu)驗(yàn)算隔震構(gòu)造及連接滿足地震動(dòng)隔震層大于假設(shè)值遠(yuǎn)小于假設(shè)值滿足布置隔震層，形成隔震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析，得到水平減震系數(shù)支座軸力、剪力、變形驗(yàn)算連接細(xì)部設(shè)計(jì)假設(shè)一個(gè)減震系數(shù)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震分析報(bào)告形成分析報(bào)告，供其他部分設(shè)計(jì)參考不滿足2.2布置隔震層先按上部荷載大小選擇隔震支座直徑和型號；再按型號選擇水平向參數(shù)，進(jìn)行動(dòng)力分析，驗(yàn)證是否滿足減震目標(biāo)。隔震支座的承載力與建筑重要性分類有關(guān)。上部荷載類型和大小要考慮減震系數(shù)，建筑物高寬比。方法：要求：豎向能承擔(dān)上部的荷載；水平向達(dá)到減震目標(biāo)2.3輸入地震波地震波對動(dòng)力時(shí)程分析的結(jié)果影響很大。地震波至少選擇地震波至少選擇2條天然波，1條人工波。具體波形沒有強(qiáng)制要求，但建議按通則的具體波形沒有強(qiáng)制要求，但建議按通則的。地震波的加速度峰值應(yīng)按抗震設(shè)防烈度對應(yīng)的峰值調(diào)整。當(dāng)處于發(fā)震斷層10km以內(nèi)時(shí)，輸入地震波應(yīng)考慮近場影響系數(shù)，5km以內(nèi)取1.5，5km以外取1.25。2.4動(dòng)力分析模型隔震結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，框架或磚混結(jié)構(gòu)，可采用層剪切模型，隔震層采用等效線性模型。隔震模型是在不隔震模型上，增加一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。不隔震模型取的是假設(shè)隔震后的結(jié)構(gòu)尺寸。除隔震層外的上部各層質(zhì)量可用PKPM的結(jié)果，對框架結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)各層剛度可用軟件求得，即D值法，上部結(jié)構(gòu)阻尼比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取0.050.05隔震層質(zhì)量是一層的柱，墻的一半加隔震層頂部樓板；隔震層剛度和阻尼比分別取：隔震結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖2.5水平向減震系數(shù)水平向減震系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)隔震與非隔震兩種情況下各層水平向?qū)娱g剪力的最大比值，按表層間剪力的最大比值，按表1確定（抗震規(guī)范確定（抗震規(guī)范12.2.5，1款）。結(jié)構(gòu)的層間剪力代表了水平地震作用的取值和分布，用隔震時(shí)結(jié)構(gòu)的層間剪力與不隔震時(shí)結(jié)構(gòu)的層間剪力進(jìn)行比較，就可以定量說明隔震后上部結(jié)構(gòu)水平地震作用降低的情況。表1層間剪力最大比值與水平向減震系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系層間剪力最大比值0.530.350.260.18水平向減震系數(shù)0.750.500.380.252.6隔震后的水平地震影響系數(shù)最大值

第三步隔震層設(shè)計(jì)3.1隔震支座的參數(shù)應(yīng)進(jìn)行豎向承載力的計(jì)算，在重力荷載代表值作用下的豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過規(guī)范限制。對設(shè)防烈度地震的驗(yàn)算，應(yīng)取剪切變形100%的等效剛度和等效黏滯阻尼比；對罕遇地震驗(yàn)算，宜采用剪切變形250%時(shí)的等效剛度和等效黏滯阻尼比，當(dāng)隔震支座直徑較大時(shí)可采用剪切變形100%時(shí)的等效剛度和等效黏滯阻尼比。當(dāng)采用時(shí)程分析時(shí)，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)所得滯回曲線作為計(jì)算依據(jù)。3.2隔震支座的水平剪力

3.1隔震支座的位移改變地震波峰值為罕遇地震，先求得隔震層位移。再按照規(guī)則結(jié)構(gòu)的簡化方法，求得各隔震支座的位移。判斷隔震支座位移是否滿足：隔震支座罕遇地震下的拉應(yīng)力驗(yàn)算。隔震層的支座的設(shè)計(jì)原則是罕遇地震下不破壞，且不應(yīng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形。

第四步下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1隔震層下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震層支墩、支柱及相連構(gòu)件：采用隔震結(jié)構(gòu)罕遇地震下隔震支座底部的承載力驗(yàn)算。隔震層以下的結(jié)構(gòu)（包括地下室和隔震塔樓下的底盤）中直接支承隔震層以上結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件，應(yīng)滿足嵌固的剛度比和隔震后設(shè)防地震的抗震承載力要求，并按罕遇地震下進(jìn)行抗剪承載力驗(yàn)算。目標(biāo)：保證隔震設(shè)計(jì)能在罕遇地震下發(fā)揮隔震效果。第五答步基礎(chǔ)姜和地藥基4.1隔震層巾下部結(jié)第構(gòu)設(shè)計(jì)砌體房飄屋；地基主合要受力俗層范圍祖內(nèi)不存懇在軟弱浴粘性土執(zhí)層（指7度、8度和9度時(shí)陵，地剃基承膜載力毒特征豆值分留別小涼于80、10惠0和120朱kPa的土瘦層）缸的下卡列建注筑：不超哈過8層且高據(jù)度在25崖m以下命的一耐般民周用框財(cái)架房腦屋；基礎(chǔ)荷內(nèi)載與上換述民用棉建筑框貫架相當(dāng)便的多層控框架廠既房。隔震建權(quán)筑地基春基礎(chǔ)的稱抗震驗(yàn)瘋算和地鑼基處理招仍應(yīng)按搶本地區(qū)計(jì)抗震設(shè)也防烈度舟進(jìn)行，鴨甲、乙導(dǎo)類建筑殘的抗液起化措施臟應(yīng)按提脂高一個(gè)馬液化等防級確定擾，直至迫全部消臣除液化滅沉陷。下列值隔震哈建筑鐵可不弦進(jìn)行差天然頓地基斗及基境礎(chǔ)的醬抗震亞承載狂力驗(yàn)亞算：4.象1隔震層馬下部結(jié)掛構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)圖定可不帳進(jìn)行上碑部結(jié)構(gòu)概抗震驗(yàn)夫算的建圍筑。需耕進(jìn)行地繁基基礎(chǔ)更抗震驗(yàn)宏算和地甚基處理跨的隔震棍結(jié)構(gòu)，識按多遇行地震下川的地震行作用進(jìn)抗行基礎(chǔ)疾及地基尸承載力膊的驗(yàn)算瘋。當(dāng)下際部結(jié)構(gòu)吐或地基波基礎(chǔ)需不要考慮秩豎向地版震作用印時(shí)，也懲按多遇充地震躁下結(jié)構(gòu)中承受的陽豎向地財(cái)震作用貴進(jìn)行驗(yàn)吼算。盯隔震建稠筑承擔(dān)畫地基不嶼均勻沉筑降的能棉力較弱吊，而地筒震時(shí)，尚當(dāng)?shù)鼗獮橐夯阃習(xí)r，哀又極易狐產(chǎn)生不肥均勻沉湊降，城因此，談隔震建尖筑地基屢必須采聰取抗液銜化措施南。采取瓣抗液化膠措施前論先對地觸基進(jìn)行性地基的尼液化判荒別，窗根據(jù)液逗化等級爪和地基職情況采彈用取不賺同措施柜。目前層地基抗酬液化的糾方法有毫：置換乒法、灌其漿法、丑深層攪蠶拌、降固低水位搬法、振晨沖水沖經(jīng)法、強(qiáng)某力夯實(shí)勇法、深販層擠密訂法、砂河井預(yù)壓前法，等逆等。對棕甲、乙微類建躍筑的液踢化判別磁和抗液版化措施見應(yīng)按提敗高一個(gè)獨(dú)液化等齡級確定批，直至裝全部消留除液化厘沉。第六步廟隔鉛震器連制接4.1隔震每器的強(qiáng)連接4.權(quán)1隔震進(jìn)器的肯連接4.2隔震器歡及連接騾件受力剪力分按各連支座途的水士平剛殿度分句配。軸力嬌為上污部結(jié)枕構(gòu)的系柱底竿或墻測底軸賀力。彎矩：第七步葡隔丟震建筑適的構(gòu)造5.1隔震臨建筑徑的構(gòu)峽造穿越福隔震愈層的哲門廊躁、樓病梯、享電梯微、車嚼道等材部位普，應(yīng)槍防止沸可能狹的碰管撞上部結(jié)創(chuàng)構(gòu)的周啦邊應(yīng)設(shè)赤置豎向耽隔離縫爸，縫寬針不宜小且于各隔疲震支座艦在罕遇迫地震下睜的最大革水平位東移值的1.2倍且嚇不小多于20鼠0m顏m。對兩繪相鄰隔