隔震和消能減震設(shè)計(jì)

第12章隔震和消能減震設(shè)計(jì)2010年10月27日1隔震概述

適用范圍隔震層的位置

橡膠支座的分類

隔震設(shè)計(jì)的原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一般步驟橡膠隔震支座的選型與檢測(cè)

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法

目錄2隔震結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)自振周期地震中以柔克剛

結(jié)構(gòu)反應(yīng)230%→40%3隔震結(jié)構(gòu)能量平衡地震中表現(xiàn)

隔震支座固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)非線性,

變形分散

結(jié)構(gòu)彈性

結(jié)構(gòu)無(wú)變形

橡膠支座非線性

結(jié)構(gòu)變形集中4隔震技術(shù)在各國(guó)的應(yīng)用5隔震概述

適用范圍隔震層的位置

橡膠支座的分類

隔震設(shè)計(jì)的原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一般步驟橡膠隔震支座的選型與檢測(cè)

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法

目錄6適用范圍原3.8.1“隔震和消能…主要應(yīng)用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設(shè)防烈度為8、9度的建筑”新3.8.1“…可用于對(duì)抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT要求的建筑”理由:原文引起歧義◆地震烈度不確定性◆僅適用特殊要求和高烈度◆欠考慮性能設(shè)計(jì)（12.1.6）7適用范圍新的改動(dòng)：取消對(duì)隔震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型限制廢除“結(jié)構(gòu)基本周期小于1.0s”,改為“結(jié)構(gòu)高寬比宜小于4

”理由1.高寬比較周期更能反映結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)2.國(guó)內(nèi)外大量隔震建筑周期大于1s。3.國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)8適用范圍按使用功能，隔震結(jié)構(gòu)可用于：

◆安全性要求較高的建筑:重要建筑,學(xué)校,銀行,保險(xiǎn),

首腦機(jī)關(guān),高檔住宅,安居工程

◆使用功能不能中斷的建筑:醫(yī)院,通訊,警察,消防,電力,

應(yīng)急指揮中心,以及放置貴重設(shè)備、物品的房屋

◆有珍貴物品的建筑或珍貴建筑:博物館,檔案館,文物館,

歷史建筑,紀(jì)念性建筑

◆已有建筑物的隔震加固。按場(chǎng)地類別，隔震結(jié)構(gòu)可用于：

◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地

◆當(dāng)在Ⅳ類場(chǎng)地建造隔震房屋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門研究和專門研究和審查9隔震概述

適用范圍隔震層的位置

橡膠支座的分類

隔震設(shè)計(jì)的原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一般步驟橡膠隔震支座的選型與檢測(cè)

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法目錄10隔震層位置（1）基底隔震（有地下室）（2）首層隔震（無(wú)地下室）（3）層間隔震（豎向不規(guī)則）2001版規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范（隔震層設(shè)置在下部，對(duì)中上部需專門研究）11結(jié)構(gòu)隔震層的位置下沉型抬高型126種隔震方案3向地震輸入近100個(gè)試驗(yàn)工況層間隔震技術(shù)試驗(yàn)研究(廣州大學(xué)抗震中心)層間隔震：地震反應(yīng)降至1/2～1/6,抗震安全性提高2～6倍試驗(yàn)研究:震動(dòng)臺(tái)13基礎(chǔ)隔震我國(guó)第一棟橡膠隔震房屋(8層住宅）汕頭聯(lián)合國(guó)項(xiàng)目1989-199314基礎(chǔ)隔震

太原市圖書擋案館隔震樓(6層)1998

隔震支座

基底隔震

15基礎(chǔ)隔震

新疆烏魯木齊石化廠區(qū)隔震住宅樓群

（38棟，13萬(wàn)m2）2000年,

當(dāng)年世界面積最大隔震住宅群

(基礎(chǔ)隔震)1611stories

（3storiesunderground）reinforcedconcreteframesandshearwallsBase-isolatedbuildingACentralGovernment

(7Ministries)OfficeBuilding基礎(chǔ)隔震

北京中央7個(gè)部委聯(lián)合辦公大樓2004

（隔震大樓）17

昆明新機(jī)場(chǎng)隔震航站樓(北京市設(shè)計(jì)院)

KunminIsolationNewAirport(2007-2010)

FloorArea:500,000M2(DesignbyBeijingArchitecturalDesignInstitute)18

基礎(chǔ)隔震:昆明新機(jī)場(chǎng)隔震航站樓

BaseIsolationKunminIsolationNewAirport(2007-2012)

BaseIsolationRubberBearings：

隔震支座1892RB

（∮1000）油阻尼器OilDampers：

108OD

（D=±600mm,F=150T）19層間隔震:首層頂隔震首層隔震廣東澄海政府干部住宅樓（7層）

HousesbuildingsinsouthernChina首層隔震20層間隔震:首層頂罩隔震首層隔震廣州市地附震監(jiān)測(cè)指爪揮中心2000年首層隔朗震21層間隔爬震:首層頂智隔震汕頭博漂物館1996年Muse佩umi祥nSh潮anto肺uCi滑ty,泊sout稠hern天Chi竊na首層隔猶震22高層建先筑首拳層頂師隔震隔震層23層間隔臭震技術(shù)混大底桂盤多研塔樓地鐵地面交通麗樞紐中心平臺(tái)住變宅區(qū)——北京通芳惠家園整個(gè)二層湊平臺(tái)長(zhǎng)130療0m寬250擇m難以采燈用基礎(chǔ)敲隔震平臺(tái)上建17棟9層層間何隔震住敞宅樓梅面積22.古27萬(wàn)平方米二層平冒臺(tái)隔震譜層大平臺(tái)：劍水平地震譯作用降為62％抗震安勝全性得艘到改善平臺(tái)住宅五區(qū)工程應(yīng)奪用房屋(平臺(tái)上)：水平睜地震作謀用降為23％提高安全非性4倍24高層建遮筑中間層尼隔震（16層舊房朋屋加固宇）25高層建筑醋中間層牲隔震研效果房屋承愈載力幻玉包絡(luò)線隔震前隔震后26隔震概述適用范圍隔震層的匯位置橡膠支座腸的分類隔震設(shè)濱計(jì)的原百則及要樹求隔震設(shè)計(jì)草的一般步星驟橡膠隔震犬支座的選幫型與檢測(cè)隔震結(jié)刊構(gòu)抗震溉計(jì)算分看析隔震結(jié)辮構(gòu)分部長(zhǎng)設(shè)計(jì)方貌法目腿錄27隔震支座國(guó)際標(biāo)存準(zhǔn)（2006）Iso心lat事ion小Ru側(cè)bbe霸rB挎ear蛛ing橡膠隔震兩支座ISO證22拆762熱-1寧Te半sti氣ng城met顧hodISO既22潔762錘-2子Is軟ola周tor獨(dú)sfor牲br歪idg召esISO震2276波2-3嗽Iso紋lato賠rsfor和bu總ild濕ing競(jìng)s編制：匪日本，歲美國(guó)，中國(guó)主編（2001寺-200趁5)28隔震支而座國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（2007）《建筑隔累震橡膠欲支座》200滾0，建設(shè)部袋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)JG1沒(méi)18-2柏000《建筑與捎橋梁醒橡膠隔嗽震支座》2007國(guó)家標(biāo)幻玉準(zhǔn)GB/念T2缺068飛8-2嘗007第一部分疾隔震橡餡膠支座石試驗(yàn)方法第一部分蹤蝶橋梁艦隔震橡膠瘋支座第一部分尿建筑皇隔震橡膠齊支座29隔震支座分類彈性滑板既支座橡膠支座單獨(dú)使用江或復(fù)合隔震應(yīng)用最辛廣、最染成熟30橡膠支座分類按材料缺分類橡膠隔亦震支座(RB聚)：豎向支氏持能力，謹(jǐn)水平恢復(fù)杏能力鉛芯橡絡(luò)膠隔震演支座(LRB定)：具有豎耕向支持能悟力，水平敞恢復(fù)能力講及阻尼，當(dāng)可單獨(dú)使紗用。高阻尼橡炭膠隔震支含座(HRB煩)：具有討豎向支購(gòu)持能力財(cái)，水平牌恢復(fù)能辟力及阻妻尼，但貸阻尼力搶略不足纏，和其返它阻尼摩器配合恐使用。31橡膠支座的分類II型按構(gòu)造箭分類III型I型I型32橡膠支座的分類按極限狼性能分乘類類別支座極限剪應(yīng)變A≥350%B[300%-350%)C[250%-300%)D[200%-250%)E[150%-200%)F<150%33橡膠支座的分類按剪切性噸能的允許簽偏差分類類別單個(gè)試件測(cè)試值一批試件平均測(cè)試值S-A±15%±10%S-B±25%±20%34中國(guó)已能共提供“質(zhì)量高，習(xí)價(jià)格適當(dāng)”的產(chǎn)品半系列直徑:400-1300型號(hào):有鉛（大偷阻尼）無(wú)鉛（小類阻尼）性能:中柔性（持中等剛度裕）高柔性（公低剛度）滿足需要意，出口日幻玉本，俄企羅斯等35隔震概爭(zhēng)述適用范圍隔震層觸的位置橡膠支座獵的分類隔震設(shè)計(jì)掠的原則及覆要求隔震設(shè)計(jì)因的一般步屯驟橡膠隔貪震支座及的選型串與檢測(cè)隔震結(jié)煌構(gòu)抗震討計(jì)算分咸析隔震結(jié)英構(gòu)分部圾設(shè)計(jì)方值法目企錄36隔震設(shè)計(jì)的原則及要求1）設(shè)防目哲標(biāo)一般尾應(yīng)高于何非隔震眠建筑：通過(guò)合理而設(shè)計(jì)，設(shè)尊防目標(biāo)可團(tuán)達(dá)到“小震不壞婦、中震不油壞或材輕微破壞慶，大震不遵喪失使用烘功能或可置修”，甚至超仍過(guò)此目標(biāo)睬，實(shí)現(xiàn)基于鐵性態(tài)的設(shè)雅計(jì)思想。2）體型不規(guī)則跑時(shí),應(yīng)考慮扭亂轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)發(fā)壁生在隔貌震層)：應(yīng)控制雹隔震器域的布置棒，盡量恩使隔震賽后的剛堵心與結(jié)艙構(gòu)的質(zhì)菠心重合疊，偏心率控制在3％以下，緞確保隔波震層的順變形能饞力。3）適用遠(yuǎn)于高寬款比小于4的建筑牲：對(duì)高層或千高寬比較猛大的建筑遭采用隔震弄技術(shù)時(shí)，怖應(yīng)考慮地撒震荷載作短用來(lái)驗(yàn)算塵隔震支座淺的拉應(yīng)力歡，控制拉患應(yīng)力在1Mp蟲a以內(nèi)，趕同時(shí)驗(yàn)?zāi)Ｋ憬Y(jié)構(gòu)害的抗傾蓋覆能力梯，保證婚結(jié)構(gòu)的盯穩(wěn)定性幕，防止父上部結(jié)綿構(gòu)與隔賞震層之哨間的提有離。37隔震設(shè)計(jì)的原則及要求4）場(chǎng)地類別妄一般為I,I炊I,Ⅲ。5）應(yīng)對(duì)非舟地震的水衰平荷載（后如風(fēng)荷載產(chǎn)）加以限最制：非地震靈作用的菊水平荷嗚載不超桌過(guò)結(jié)構(gòu)瞞總重力宇的10％，?？妥C隔震禍建筑的務(wù)舒適性也。6）穿過(guò)隔粉震層的設(shè)備配管和電器歲、通信復(fù)系統(tǒng)的配線，應(yīng)采用柔性連接等適應(yīng)畫隔震層均罕遇地際震水平抽位移的瓣措施。7)采用鋼進(jìn)筋或鋼祖架接地繼的避雷設(shè)隊(duì)備，應(yīng)設(shè)置這跨越隔震捧層的接地配漲線。38隔震概拐述適用范圍隔震層降的位置橡膠支座默的分類隔震設(shè)稻計(jì)的原骨則及要班求隔震設(shè)計(jì)狠的一般步括驟橡膠隔存震支座增的選型省與檢測(cè)隔震結(jié)逮構(gòu)抗震詢計(jì)算分剩析隔震結(jié)貓構(gòu)分部乒設(shè)計(jì)方寸法目寬錄39隔震設(shè)計(jì)的一般步驟隔震支座的選型和布置結(jié)構(gòu)體系計(jì)算,對(duì)比水平向減震系數(shù)計(jì)算罕遇地震下隔震層位移驗(yàn)算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造措施分部設(shè)計(jì)法40隔震概寇述適用范圍隔震層衡的位置橡膠支座解的分類隔震設(shè)岡計(jì)的原狀則及要男求隔震設(shè)計(jì)載的一般步戶驟橡膠隔震陰支座的選是型與檢測(cè)隔震結(jié)內(nèi)構(gòu)抗震荷計(jì)算分拍析隔震結(jié)構(gòu)朵分部設(shè)計(jì)領(lǐng)方法目盼錄41橡膠隔震支座的選型橡膠隔震蓮支座平均抱壓應(yīng)力限蒸值建筑類別甲類建筑乙類建筑丙類建筑平均壓應(yīng)力（MPa）101215形狀系數(shù)當(dāng)?shù)诙谓驙钕禂?shù)S2小于5.0時(shí)應(yīng)降低平淺均壓應(yīng)力夕限值：小于5不小于4時(shí)降低20%，小于4不小于3時(shí)降低40%。42橡膠隔震支座的選型隔震支偉座在表12.您2.3所列壓力偷下的極限車水平變位孩；應(yīng)大于悉有效直徑糕的0.5遷5倍和支座橡惡膠總厚度3倍二者的較佛大值橡膠支被座在罕素遇地震蔥的水平商和豎向瘡地震同堤時(shí)作用較下，拉應(yīng)力不應(yīng)大于1MPa經(jīng)歷相應(yīng)遵設(shè)計(jì)基準(zhǔn)輕期的耐久河試驗(yàn)后，就剛度、阻庭尼特性變致化不超過(guò)吃初期值的±20淺%；徐變量不超過(guò)句支座橡奏膠總厚據(jù)度的5%倍且小精于10.寄0mm4344廢除:（12.2束.8）“隔震墻擋下隔震支座火的間距不宜大沫于2.0m”理由:1.不利于大直徑隔順震支座的應(yīng)用，贈(zèng)與提高穩(wěn)定性要求撤不符2.原條文會(huì)線導(dǎo)致隔震蔽后結(jié)構(gòu)剛度過(guò)腫大，影響隔震效果3.國(guó)內(nèi)外強(qiáng)隔震設(shè)屋計(jì)經(jīng)驗(yàn)橡膠隔震支座的選型橡膠隔震支座的檢測(cè)型式檢金驗(yàn)和出慣廠檢驗(yàn)?zāi)鄳?yīng)由第三方完成采用隨機(jī)抽樣方式確備定檢測(cè)寧試件。搭若有一阻件抽樣發(fā)的一項(xiàng)蹈性能不盜合格，帆則該次崗抽樣檢爭(zhēng)驗(yàn)不合盒格對(duì)一般建珍筑，每種從規(guī)格的產(chǎn)仍品抽樣數(shù)騎量應(yīng)不少獲于總數(shù)的20%；若有不蛙合格，應(yīng)皮重新抽取賢總數(shù)的50%，若仍恩有不合紗格，則僵應(yīng)100%檢測(cè)一般情況違下，每項(xiàng)賴工程抽樣博總數(shù)不少跨于20件，每種詢規(guī)格的蔑產(chǎn)品抽進(jìn)樣數(shù)量黎不少于4件根據(jù)國(guó)標(biāo)《建撤筑隔震橡輔膠支座》GB20胸688.貌3-20媽06，應(yīng)對(duì)工劉程中所用悔的各種類暈型和規(guī)格辨的原型部碎件進(jìn)行抽樣檢譽(yù)驗(yàn)45隔震概述適用范圍隔震層仇的位置橡膠支扎座的分郵類隔震設(shè)料計(jì)的原顯則及要筆求隔震設(shè)計(jì)目的一般步搬驟橡膠隔震達(dá)支座的選奸型隔震結(jié)構(gòu)走抗震計(jì)算筒分析隔震結(jié)斑構(gòu)分部睬設(shè)計(jì)方欣法目行錄46隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模型輸入地震頃波的選擇計(jì)算結(jié)鋸果處理計(jì)算分外析的主奧要內(nèi)容47對(duì)變形特出征為剪切餅型的結(jié)構(gòu)窄可采用剪切模型；當(dāng)隔震層拉以上結(jié)構(gòu)悅的質(zhì)心與桌隔震層剛肌度中心不衡重合時(shí)，闊應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響；隔震層坡頂部的梁板結(jié)構(gòu)，應(yīng)作為帳其上部結(jié)幟構(gòu)的一部病分進(jìn)行計(jì)針?biāo)愫驮O(shè)計(jì)48線彈性茂剛度陣滯變剛疲度陣Z（t)為表征結(jié)阿構(gòu)非線性程的滯變層蔽間位移列筒向量隔震體系幣運(yùn)動(dòng)方程49雙線性恢疤復(fù)力模型隔震支林座力學(xué)減模型(a)天然橡屈膠支座(b)鉛芯阻尼落器(c)隔震層50Bou漆c-W懂en模型隔震支擁座力學(xué)綠模型(a)模型分晝解示意曠圖(b)力與位銳移骨架朗曲線51隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模型輸入地震假波的選擇計(jì)算結(jié)果斬處理計(jì)算分答析的主伶要內(nèi)容52應(yīng)按建遭筑場(chǎng)地說(shuō)類別和奸設(shè)計(jì)地虧震分組濃選用實(shí)際強(qiáng)震祖記錄和人工模刷擬的加速母度時(shí)程律曲線；實(shí)際強(qiáng)遞震記錄的數(shù)量萄不應(yīng)少街于總數(shù)齒的2/3，多組時(shí)撈程波的平魄均地震影班響系數(shù)曲標(biāo)線與振型肺分解反應(yīng)沙譜法所用尖的地震影捐響系數(shù)曲秘線相比，邪在對(duì)應(yīng)于奶結(jié)構(gòu)主要擔(dān)振型的周租期點(diǎn)上相贈(zèng)差不大于20%。當(dāng)處于發(fā)震斷顆層10k嶺m以內(nèi)時(shí)，輸入史地震波還君應(yīng)考慮近陪場(chǎng)影響系教數(shù)：5km以內(nèi)宜訪取1.5，5km以外可取脹不小于1.25。53隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模支型輸入地媽震波的衣選擇計(jì)算結(jié)果展處理計(jì)算分析倍的主要內(nèi)蛛容54宜取多條也地震波的儉包絡(luò)值。脹具體可為們：當(dāng)取三組時(shí)程曲遲線時(shí)，早計(jì)算結(jié)洪果宜取倆時(shí)程法蠢的包絡(luò)值；當(dāng)取七組及七爽組以上的時(shí)程胞曲線時(shí)啦，計(jì)算類結(jié)果可伴取時(shí)程很法的平均值。55隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模天型輸入地震際波的選擇計(jì)算結(jié)果憑處理計(jì)算分析舍的主要內(nèi)葬容56計(jì)算分析棍的主要內(nèi)徒容——水平向減私震系數(shù)水平向減譽(yù)震系數(shù)：多層建晚筑：按彈性計(jì)榆算所得的伙隔震與非命隔震各層層糊間剪力俱的最大放比值。高層建筑訴：隔震與泊非隔震各層傾覆惠力矩的最敞大比值與層間剪疤力的最大潛比值，取插二者的較大值；要點(diǎn)：按設(shè)計(jì)基華本地震狼加速度國(guó)（中震鋪）輸入進(jìn)行剃計(jì)算采用水夸平剪切寸應(yīng)變?yōu)?00倍%時(shí)的性能惰參數(shù)進(jìn)農(nóng)行計(jì)算57位移驗(yàn)繡算：大震下隔覆震層水平位凱移應(yīng)小于0.5擇5D及3Tr拉應(yīng)力校尋核：大震下扭隔震支榆座不宜靠出現(xiàn)拉應(yīng)力，拉應(yīng)力日不應(yīng)大于1MP撫a計(jì)算分析槐的主要內(nèi)攜容——大震驗(yàn)算58橡膠支座幸受拉試驗(yàn)(廣州大學(xué)笑工程抗輸震研究中妙心)Tens籮ilebre若aki額ngσu≧5Mp聯(lián)aTen絨sil因eyiel疊dingσy≧2.5揀MPa59隔震概述適用范扶圍隔震層襪的位置橡膠支座徒的分類隔震設(shè)只計(jì)的原理則及要取求隔震設(shè)計(jì)離的一般步釘驟橡膠隔震女支座的選受型隔震結(jié)構(gòu)膏抗震計(jì)算女分析隔震結(jié)構(gòu)鑒分部設(shè)計(jì)懇方法目按錄60隔震層上塔部結(jié)構(gòu)設(shè)普計(jì)－水平地震周作用水平向減午震系數(shù)隔震后的再水平地震粒影響系數(shù)泰最大值非隔震腫的水平彼地震影澤響系數(shù)根最大值調(diào)整系遙數(shù)：一層般橡膠綠支座，取0.8威0；支座扇剪切性減能偏差最為S-A類，取0.85；隔震齊裝置帶枯有阻尼疤器時(shí)，錄相應(yīng)減少0.0族5。隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法61隔震層膊上部結(jié)筐構(gòu)設(shè)計(jì)亦－水平地震拉作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法新的改動(dòng)超：隔震結(jié)誕構(gòu)的水平地滑震作用沿高度矩形分布改為按重力咸荷載代信表值分代布理由：更能反映吩隔震結(jié)構(gòu)遍的所受地革震作用的共實(shí)際情況62隔震層葵上部結(jié)磁構(gòu)設(shè)計(jì)逗－水平地震養(yǎng)作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法63隔震層上燦部結(jié)構(gòu)設(shè)升計(jì)－豎向地津震作用9度時(shí)和8度且水平淘向減震系緞數(shù)不大于0.3時(shí)，隔震層訴上部結(jié)真構(gòu)應(yīng)進(jìn)周行豎向拒地震作亮用的計(jì)和算。豎向地套震作用況標(biāo)準(zhǔn)值:8度（0.2g批)、8度（0.3姨g)和9度時(shí)分用別不應(yīng)搏小于隔獅震層以輕上結(jié)構(gòu)象總重力高荷載代昂表值的20%、30％和40%。隔震