5层框架中学教学楼隔震结构设计

1、癌10.6 隔吧震结构工程设斑计实例绊10.6.1傲工程概况肮某中学教学楼昂，地上5层，哀每层高度皆为耙3.6m，总昂高18m，隔哎震支座设置于袄基础顶部。上傲部结构为全现靶浇钢筋混凝土捌框架结构，楼绊盖为普通梁板稗体系，基础采敖用肋梁式筏板芭基础。丙类建邦筑，设防烈度靶8度，设计基班本加速度0.熬15g，场地俺类别类，地按震分组第一组邦，不考虑近场八影响。翱根据现行中跋小学建筑设计白规范、混白凝土结构设计翱规范、建颁筑结构荷载规办范、建筑斑抗震设计规范案相关规定对搬上部结构进行版设计，其结构坝柱网布置如图岸10.9所示奥，各层的重量芭及侧移刚度如办表10.3所敖示。办图10.9 澳框架平面柱

2、网摆布置图碍表10.3 颁上部结构重量坝及侧移刚度澳层号拔重力荷载代表埃值(KN)版侧移刚度（K绊N/mm）靶1耙6095.7稗8矮678爸2啊6095.7扮8扒597瓣3按6095.7背8伴597奥4暗5897.8扒6胺597蔼5版5600.4颁5鞍597爸10.6.2埃 蔼初步设计佰1.盎是否采用隔震啊方案胺(1)坝不隔震时，该俺建筑物的基本霸周期为0.盎45扒s，小于1.氨0s。把(2)阿该建筑物总高邦度为1哎8霸m，层数皑5绊层，符合建疤筑抗震设计规办范的有关规稗定。捌(3)百建筑场地为百类场地，无液俺化。翱(4)盎风荷载和其他班非地震作用的叭水平荷载罢未熬超过结霸构扮总重力的10瓣%

3、。皑以上几条均满唉足规范中关于巴建筑物采用隔坝震方案的规定跋。艾2.安确定隔震层的坝位置 肮案隔震层设在爸基础顶部靶，橡胶隔震支胺座设置在受力胺较大的位置，耙其规格、数量案和分布根据竖芭向承载力、侧懊向刚度和阻尼癌的要求通过计隘算确定。隔震班层在罕遇地震邦下应保持稳定颁，不宜出现不扒可恢复的变形隘。隔震层橡胶懊支座在罕遇地搬震作用下，不傲宜出现拉应力哎。扒3.矮隔震层上部重拔力设计 办上部总重力为拔如表10.3澳所示。绊10.6.3跋 疤隔震支座的选盎型和布置瓣 办确定目标水平百向减震系数为扳0.50，进班行上部结构的半设计，并凹计算出每个支矮座上的轴向力办。根据抗震规俺范相应要求，耙丙类建筑

4、隔震白支座平均应力爸限制不应大于吧15MPa，碍由此确定每个百支座的直径（叭隔震装置平面霸布置图如图肮10.10霸所示唉，即各柱底部袄分别安置橡胶翱支座白）。伴图10.10伴 隔震支座布跋置图颁1.确定轴向翱力叭竖向地震作用般 傲 昂 艾 俺 埃柱底轴力设计摆值 稗中柱柱底轴力耙 昂 霸 翱 澳边柱柱底轴力扮 稗 吧 版 耙2.确定隔震安支座类型及数板目矮中柱支座：G稗ZY400型把，竖向承载力背1884KN搬，共22个。摆边柱支座：G扒ZY400型捌，竖向承载力奥1884KN绊，共22个。霸其支座型号及胺参数如表10翱.4。阿表10.4 叭隔震支座参数扳型号熬设计承载力吧竖向刚度艾水平刚度傲

5、等效阻尼奥GZY400芭1884袄1679傲2.092鞍1.216昂0.292拌0.131伴10.6.4叭 蔼水平颁向胺减震系数氨的计算般多遇地震时，挨采用隔震支座鞍剪切变形为5耙0%的水平刚柏度和等效粘滞拜阻尼比。柏由式(艾10.2芭)傲由式(俺10.3碍) 哎 扒 。昂由式(八10.1柏)耙 柏 碍 。拌 巴 瓣 伴 跋由式(叭10.6翱)矮 凹 败 靶 把 哎即水平向减震百系数满足预期摆效果。靶10.6.5背 案上部结构计算绊1.蔼水平地震作用皑标准值盎非隔震结构水暗平地震影响系斑数盎 碍由式罢(叭10.8板)哀 奥 癌 板2.敖隔震层分布的鞍层间剪力标准跋值芭由式伴(10.9)般 白

6、稗 昂 扮 哀 巴 办 百计算层间剪力板标准值,其结敖果见表笆10.5懊。 凹表傲10.5把 上部结构层阿间剪力标准值白层数埃/kN百/kN翱/kN邦/kN暗5啊5600.4般5邦29785.唉65拌2023.4氨0颁380.45昂380.45稗4蔼5897.8捌6靶400.65盎781.10隘3稗6095.7白8挨414.10胺1195.2俺0捌2暗6095.7佰8澳414.10哀1609.3把0败1凹6095.7爸8俺414.10稗2023.4翱0癌3.上部结构按层间位移角肮表百10.6俺 上部结构层把间爸位移角版层数阿/板K案N蔼侧移刚度（K版N/mm）隘层间位移(m颁m)把层高案(mm

7、)皑层间位移角坝限值背5胺380.45班597颁0.64艾3600安1/5650伴1/550邦4扒781.10癌597吧1.31笆3600跋1/2752巴3扮1195.2捌0澳597俺2.00笆3600哀1/1799袄2暗1609.3白0肮597芭2.70艾3600搬1/1336罢1哎2023.4氨0罢597鞍3.00坝3600耙1/1207懊由表10.6办可知，上部结皑构满足抗震设坝计要求。氨10.6.6敖 疤隔震层水平位碍移验算拜罕遇地震时，啊采用隔震支座罢剪切变形不小隘于250%时拜的剪切刚度和肮等效粘滞阻尼笆比。阿1.熬计算隔震层偏柏心距啊本结构和隔震佰装置对称布置拌，偏心距爸=0。鞍

8、2.巴隔震层质心处坝的水平位移计稗算 败根据场地条件癌，特征周期为般。碍由式氨(10.2)把 哀 癌 捌 盎 扮由式艾(10.3)芭 蔼 敖 艾 碍 扒由式(盎10.1佰)懊 岸 奥 跋 肮 奥 耙设防烈度8度拔(0.15g搬)罕遇地震下巴。芭由暗式(柏10.12邦)版 盎 昂 俺 傲 白3.吧水平位移验算绊（验算最不利碍支座） 板本工程隔震层拌无偏心，对边拔支座案。翱由式熬(10霸.跋11) 佰 斑 澳 蔼 袄验算支座GZ哎Y叭400 班 凹 坝 吧 柏故支座变形满靶足要求。隘10.6.7跋 班隔震层下部计碍算半各隔震支座的办剪力按水平刚邦度分配。隔震邦层在罕遇地震哀作用下的水平拜剪力计算为

9、摆,傲隔震层的总刚般度为鞍53504K霸N/按m捌。每个GZY皑400氨隔震支座受到半水平剪力为柏218.22伴K鞍N。氨10.6.8八 隔震结构时败程分析验算1分析模型把图10.11蔼 隔震结构时把程分析模型皑2输入地震摆波白本工程8度(盎0.15g)稗设防，时程分矮析所用地震加邦速度时程曲线拌的最大值取为跋：扳多遇地震1.靶10百罕遇地震5.版10胺输入地震波如隘表10.7：颁表10.7时安程分析地震波罢参数芭地震波凹相位特性胺时间间隔拌(s)八时长蔼(s)昂最大加速度傲峰值时刻案(s)敖ART EL斑 CENTR拜O霸EL CEN昂TRO 19澳40 NS办0.01摆82翱419.0拜2

10、.22肮ART HA暗CHINOH啊E傲HACHIN吧OHE 19阿69 EW背0.01傲163.84暗392.62斑17.3澳ART KO奥BE办JMA KO版BE 199昂5 NS癌0.01蔼163.8耙394疤5.56叭3 时程分澳析结果扳采用时程分析颁程序进行结构氨在多遇地震下摆结构隔震与非把隔震的时程分昂析，以及在罕案遇地震下隔震稗结构的位移反傲应时程分析。跋多遇地震下时肮程分析计算结背果如表10.霸8：版表10.8 背多遇地震时程捌分析的主要计凹算结果白项目袄波形拜非隔震结构背隔震结构袄1叭层笆2癌层柏3叭层啊4暗层凹5案层奥隔震耙层翱1艾层昂2稗层叭3八层摆4哎层把5板层昂层间剪

11、力捌EL捌3334扒3036氨2912笆2219凹1217鞍1403.2白1191.7熬998.1按805.1暗568.8拌290.1八HA背4583肮4173肮3345拌2397按1268疤1834.6哀1471.8碍1153.2拌902.6暗621.0跋321.5绊KO搬4436般3720挨2835碍2306爸1324柏1775.6翱1587.2笆1385.9隘1138.5哎808.3坝414.2安加速度案EL扒1.21拌1.87艾2.13靶2.41哎2.58袄1.12蔼1.10按1.13稗1.21斑1.27氨1.31按HA搬1.13扳1.72唉1.97斑1.99碍2.42拔1.41俺1.

12、52拌1.57按1.56百1.53叭1.50矮KO八1.34柏2.15疤2.46版2.27翱2.23熬1.31半1.38爸1.45哀1.53把1.55拜1.60坝速度瓣EL巴0.06般0.10板0.14捌0.18摆0.20埃0.12哎0.13颁0.14伴0.15颁0.16版0.16肮HA佰0.06啊0.12叭0.17傲0.20昂0.22哎0.15稗0.16奥0.19阿0.20哎0.22敖0.23般KO暗0.06颁0.13奥0.17颁0.20八0.23艾0.14氨0.16唉0.17澳0.18颁0.19靶0.20摆位移熬EL澳4.92吧9.85爸13.69懊17.23案19.13把23.78般26

13、.52罢29.08拔31.02坝32.30敖32.92澳HA岸6.76稗13.75巴19.24邦22.98安24.81伴31.09吧34.48叭37.44阿39.51俺40.78板41.36耙KO安6.54昂12.77拜17.12罢19.80搬21.30板30.09扮33.69奥37.23拜40.09挨42.10版43.15哎注：加速度时爸程曲线最大值盎。爸通过结构隔震斑与非隔震两种岸情况下各层最癌大层间剪力的暗分析对比确定隘隔震结构的水埃平向减震系数唉，计算结果见哎表10.9：凹表10.9 盎水平向减震系皑数计算疤层次癌波形邦隔震剪力摆非隔震剪力澳剪力比值笆平均值鞍最大值爸5安EL哎290.

14、1傲1217.0岸0.238翱0.268霸0.345哀HA俺321.5瓣1268.0皑0.254俺KO凹414.2俺1324.0坝0.313挨4俺EL绊568.8颁2219.0鞍0.256般0.289柏HA败621.0瓣2397.0白0.259俺KO扮808.3啊2306.0版0.350按3鞍EL哎805.1绊2912.0扳0.276疤0.316霸HA拔902.6搬3345.0挨0.270袄KO阿1138.5佰2835.0霸0.402绊2盎EL疤998.1柏3036.0罢0.329伴0.323哎HA败1153.2拜4173.0靶0.276凹KO敖1385.9邦3720.0捌0.373蔼1摆EL

15、挨1191.7叭3334.0坝0.357安0.345背HA佰1471.8埃4583.0岸0.321笆KO爸1587.2邦4436.0扒0.358凹由表10.8懊可知，结构在袄隔震与非隔震鞍两种情况下各版层最大层间剪稗力比值为0.胺345。因本柏工程水平向减翱震系数设计为肮0.5。按本笆章节表10.把2规定，水平挨向减震系数为吧0.5时，层伴间剪力最大比瓣值为0.35暗。而表10.肮8中，其值0胺.345未超搬过层间剪力比办限值，因而认氨为该隔震结构耙满足水平向减碍震系数要求。吧隔震后上部结哎构层间角位移蔼见下表10.佰10：摆表10.10鞍 隔震后上部奥结构层间位移芭角奥层次伴波形捌层间位移隘

16、(mm)癌层高哎(mm)稗层间角位移把限值艾5笆EL按32.92皑3600搬1/5807扒1/550懊HA芭41.36坝3600扒1/6207巴KO隘43.15澳3600皑1/3429啊4拌EL翱32.30八3600罢1/2813俺HA案40.78胺3600鞍1/2835邦KO瓣42.10跋3600凹1/1792般3矮EL隘31.02暗3600伴1/1856柏HA笆39.51跋3600八1/1740暗KO疤40.09袄3600吧1/1259肮2跋EL坝29.08挨3600蔼1/1407班HA埃37.44盎3600伴1/1217拔KO斑37.23拔3600傲1/1017疤1盎EL板26.52盎3

17、600岸1/1314碍HA俺34.48矮3600靶1/1062盎KO芭33.69俺3600霸1/1000矮罕遇地震下隔办震结构的层间矮位移计算结果罢见表10.1昂1：奥表10.11埃 罕遇地震下把最大水平位移鞍（单位：笆）扒输入波形瓣隔震层吧1层捌2层霸3层扳4层矮5层百ART EL伴 CENTR艾O霸192艾205板217蔼225巴231阿234翱ART HA拔CHINOH伴E爸175笆186艾197鞍205百210氨212翱ART KO背BE碍204熬218百230岸239隘245搬248扒平均盎190皑203搬215芭223伴229绊231巴注：加速度时矮程曲线最大值蔼。袄由表10.1哀1中数据可知扮隔震层在罕遇班地震作用下最摆大水平位移为拔，满足最大位背移限值要求。按钢筋混凝土框凹架结构在罕遇袄地震作用下层半间位移角限值摆为1/50，斑而本工程采用佰隔震结构，弹笆塑性位移角限斑值取规定值的斑1/2，即1安/100。由白表1.11的安计算可知本工板程最大位层间鞍移为稗，位移角为1艾2/3600澳=1/300昂，满足要求。颁各地震波时程碍分析得到的层皑间最大位移图鞍如下：巴图10.12败为ART E稗L CE