隔震结构设计-实例

精品文档 1欢迎下载 隔震结构工程设计 1 1 工程概况工程概况 某商业办公楼 地上 6 层 首层 5 1m 其余层高度皆为 3 6m 总高 24 6m 隔震支座 设置于基础顶部 上部结构为钢框架结构 楼盖为普通梁板体系 基础采用独立基础 丙 类建筑 设防烈度 7 度 设计基本加速度 0 15g 场地类别 类 地震分组第一组 不考 虑近场影响 表 1 1 上部结构重量及侧移刚度 层号重力荷载代表值 KN 侧移刚度 KN mm 17760815 27760796 37760796 47760796 57760796 65100796 2 2 初步设计初步设计 2 12 1 是否采用隔震方案是否采用隔震方案 1 不隔震时 该建筑物的基本周期为 0 45s 小于 1 0s 2 该建筑物总高度为 24 6m 层数 6 层 符合 建筑抗震设计规范 的有关规定 3 建筑场地为 类场地 无液化 4 风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的 10 以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定 2 22 2 确定隔震层的位置确定隔震层的位置 隔震层设在基础顶部 橡胶隔震支座设置在受力较大的位置 其规格 数量和分布根 据竖向承载力 侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定 隔震层在罕遇地震下应保持稳定 不宜出现不可恢复的变形 隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下 不宜出现拉应力 2 32 3 隔震层上部重力设计隔震层上部重力设计 上部总重力为如表 1 1 所示 3 3 隔震支座的选型和布置隔震支座的选型和布置 确定目标水平向减震系数为 0 50 进行上部结构的设计 并计算出每个支座上的轴向 力 根据抗震规范相应要求 丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于 15MPa 由此确定 每个支座的直径 隔震装置平面布置图如图 1 1 所示 即各柱底部分别安置橡胶支座 图 1 1 隔震支座布置图 3 13 1 确定轴向力确定轴向力 精品文档 2欢迎下载 竖向地震作用 19261kNGF vevk 柱底轴力设计 kNN84679竖向地震作用3 1活载 5 0恒载 2 1 中柱柱底轴力 kNN2057 92 中 边柱柱底轴力 kNN1884 86 边 3 3 2 2 确定隔震支座类型及数目确定隔震支座类型及数目 中柱支座 LRB600 型 竖向承载力 2673KN 共 20 个 边柱支座 LRB600 型 竖向承载力 2673KN 共 20 个 其支座型号及参数如表 3 1 表 3 1 隔震支座参数 水平性能 100 型号 标准竖向 荷载 kN 竖向刚度 mmkN 屈服后刚度 kN mm 屈服力kN 等效刚度 kN mm 等效阻尼比 LRB600267332111 236622 3124 4 4 水平向减震系数水平向减震系数的计算的计算 多遇地震时 采用隔震支座剪切变形为 50 的水平刚度和等效粘滞阻尼比 由式 mmkNKK jh 83 6804092 2 由式 292 0 83 68 292 0092 204 h jj eg K K 由式 sTS gK G T g h 0 24 05527 1 2 1 57 0 7 106 0 05 0 1 2 eg eg 78 0 55 0 05 0 9 0 eg eg 由式 5 037 0 2 9 0 012 gg TTTT 即水平向减震系数满足预期效果 5 5 上部结构计算上部结构计算 5 15 1 水平地震作用标准值水平地震作用标准值 非隔震结构水平地震影响系数 216 0 24 0 0 1 45 0 40 0 9 0 max2 1 0 T Tg 由式 kNGF eqek 4 2023 8 25317216 0 37 0 0 5 25 2 隔震层分布的层间剪力标准值隔震层分布的层间剪力标准值 由式 ekn i i i i F G G F 1 2 1 ni 精品文档 3欢迎下载 计算层间剪力标准值 其结果见表 5 1 表 5 1 上部结构层间剪力标准值 层数kNGi kN i G kN ek F kN i F kN i V 65548 38368 82275 36 55600 45380 45380 45 45897 86400 65781 10 36095 78414 101195 20 26095 78414 101609 30 16095 78 29785 652023 40 414 102023 40 5 35 3 上部结构层间位移角上部结构层间位移角 表 5 2 上部结构层间位移角 层数 KN i V 侧移刚度 KN mm 层间位移 mm 层高 mm 层间位移角限值 6275 365970 5839001 6431 5380 455970 6439001 5650 4781 105971 3139001 2752 31195 205972 0039001 1799 21609 305972 7039001 1336 12023 405973 0051001 1207 1 550 由表 5 2 可知 上部结构满足抗震设计要求 6 6 隔震层水平位移验算隔震层水平位移验算 罕遇地震时 采用隔震支座剪切变形不小于 250 时的剪切刚度和等效粘滞阻尼比 6 16 1 计算隔震层偏心距计算隔震层偏心距e 本结构和隔震装置对称布置 偏心距 0 e 6 26 2 隔震层质心处的水平位移计算隔震层质心处的水平位移计算 根据场地条件 特征周期为 sTg4 0 由式 mmkNKK jh 504 5340216 1 由式 131 0 504 53 131 0216 140 h jj eg K K 由式 s gK G T h 66 1 2 1 71 0 131 0 7 106 0 131 0 05 0 1 7 106 0 05 0 1 2 eg eg 83 0 131 0 55 0 131 0 05 0 9 0 55 0 05 0 9 0 eg eg 设防烈度 7 度 0 15g 罕遇地震下 20 1 max 261 0 20 1 71 0 66 1 4 0 83 0 max2 1 1 T Tg eq 由式 mmm K G u h eqs c 179179 0 1 6 36 3 水平位移验算 验算最不利支座 水平位移验算 验算最不利支座 精品文档 4欢迎下载 本工程隔震层无偏心 对边支座 15 1 i 由式 mmmmuu cii 85