隔震结构设计

1、隔震结构设计方法汇报：第1页目 录1.方案选择2.动力分析及计算3.隔震上部结构设计4.隔震层设计5.隔震下部结构设计6.基础及地基设计7.隔震结构办法第2页 1.方案选择2.动力分析及计算汇报：XXX学号：XXXXXXXX 第3页隔震结构设计流程方案选定动力分析计算上部结构设计隔震层设计下部结构设计基础和地基从建筑功效、场地条件、经济性等方面，选择是否采取隔震，并初步确定隔震结构方案。设定上部结构和隔震层参数，取计算模型，进行动力分析，验证以上方案是否满足预期设计要求，不满足，则调整上部结构或隔震层参数，重新计算。按传统抗震设计方法分析计算上部结构，但水平地震作用取隔震后数值，且部分抗震结构

2、也对应改变。隔震装置在罕遇地震下验算，隔震装置与上下结构之间连接分析及设计，建筑结构处理等。按传统抗震设计方法分析计算下部结构。按传统抗震设计方法分析计算基础及地基。第4页一、 方案选择第5页1.1 适用范围建筑功效：可用于反抗震安全性和使用功效有较高要求或专门要求建筑。场地条件：自振周期较小，地基土坚硬。经济型：采取隔震技术，增加了隔震支座费用、隔震结构办法费用，但减小了梁柱断面，节约了钢材和混凝土用量。依据工程经验，对于高烈度区，采取隔震技术经济性十分显著，上部结构设计方案比较合理，普通能节约3%20%。第6页1.2 设防目标 按本规范进行抗震设计建筑，其基本抗震设防目标是：当遭受低于当地

3、域抗震设防烈度多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用；当遭受相当于当地域抗震设防烈度设防地震影响时，结构损坏经普通性修理仍可继续使用； 当遭受高于当地域抗震设防烈度罕遇地震影响时，不致坍毁或发生危及生命严重破坏。使用功效或其它方面有专门要求建筑，当采取抗震性能化设计时，含有更详细或更高抗震设防目标。建筑抗震设计规范（GB50011-）第7页1.3隔震设计普通要求（1）隔震建筑体型应基本规则，上部建筑重心尽可能与隔震层刚度中心靠近，确保隔震结构地震时不至因太大扭转而发生意外破坏。（2）合理设置隔震结构基本周期，避开场地周期和上部结构周期，有效发挥隔震技术效用。（3）隔震设计应依

4、据预期水平向减震系数和位移控制要求，选择适当隔震支座和阻尼器（消能器）。假如需要，还要设置抵抗风荷载部件（如抗风拉杆或抗风销键）。（4）隔震支座应进行竖向承载力验算和罕遇地震下水平位移验算。 第8页1.3隔震设计普通要求（5）隔震层以上结构水平地震作用应依据水平向减震系数确定。考虑竖向地震作用时，竖向地震作用标准值8 度和9度时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值20%和40%。（6）隔震层以下结构(包含地下室)抗震验算应采取罕遇地震下隔震支座底部竖向力、水平力和弯矩进行设计。（7）隔震建筑地基基础抗震验算仍应按抗震设防烈度进行。（8）穿过隔震层设备配管、配线，应采取柔性连接或其它有效办

5、法适应隔震层罕遇地震水平位移。（9）体型复杂或有特殊要求结构采取隔震方案时，宜经过模型试验后确定。 第9页1.4 隔震层方案隔震层层高：对于没有地下室建筑，需要增加一层作为隔震层，这一层层高不宜太高，普通梁底到地面净高不应小于 600mm，提议大于 800mm。这一要求主要是为了便于日后隔震层维护和检修。隔震层位置：基础隔震，隔震层位于地下室顶部或单独设置隔震层；柱顶隔震，隔震层布置在一层柱顶；层间隔震特殊结构如大底盘多塔结构，其柱距较大，为不影响大底盘层使用功效，可在上部结构与大底盘层之间，专门设置层高 1.5m2.0m 隔震层。采取隔震技术，上部结构剪重比依然要满足当地域设防烈度最小剪重比

6、要求。 基底隔震首层隔震层间隔震第10页1.4隔震层方案隔震层设置在有耐火要求使用空间中时，隔震支座和其它部件应依据使用空间耐火等级采取对应防火办法。隔震层所形成缝隙可依据使用功效要求，采取柔性材料封堵、填塞。隔震层宜留有便于观察和更换隔震支座空间。第11页1.5橡胶隔震支座选型与布置 隔震支座布置：剪力墙结构隔震支座布置标准是纵横向承重墙交接处、墙体端部和墙身下。(2)一个建筑物隔震支座能够放置在同一标高上，也能够放置在不一样标高上。隔震支座放置在不一样标高上并不影响隔 震效果，但因为隔震支座周围须留有足够变 形空间。所以，隔震支座尽可能放在同一标高。同一建筑物中 选取多个型号隔震支座时，普

7、通确保支座顶标高相同。(3)隔震层刚度中心宜与上部结构质量中心重合。(4)隔震支座平面布置宜与上部结构和下部结构中竖向受力构件平面位置相对应。 第12页1.5橡胶隔震支座选型与布置第13页1.5橡胶隔震支座选型与布置 (5)同一房屋选取各种规格隔震支座时，应注意充分发挥每个隔震支座承载力和水平变形能力。 (6) 同一支承处选取多个隔震支座时，隔震支座之间净距应大于安装和更换时所需空间尺寸。（7）设置在隔震层抗风装置宜对称、分散地布置在建筑物周围。（8）隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复变形。隔震支座布置：第14页二、 动力分析及计算第15页2.1 动力分析及计算原结构隔震结构减震系

8、数罕遇地震结构验算隔震结构及连接满足地震动隔震层大于假设值远小于假设值满足布置隔震层，形成隔震结构时程分析，得到水平减震系数支座轴力、剪力、变形验算连接细部设计假设一个减震系数进行上部结构设计隔震分析汇报形成份析汇报，供其它部分设计参考不满足第16页2.2 布置隔震层先按上部荷载大小选择隔震支座直径和型号；再按型号选择水平向参数，进行动力分析，验证是否满足减震目标。隔震支座承载力与建筑主要性分类相关。上部荷载类型和大小要考虑减震系数，建筑物高宽比。 方法：要求：竖向能负担上部荷载；水平向到达减震目标第17页2.3 输入地震波地震波最少选择地震波最少选择2条天然波，1 条人工波。详细波形没有强制

9、要求，但提议按通则要求选取比较合理。地震波加速度峰值应按抗震设防烈度对应峰值调整。当处于发震断层10km 以内时，输入地震波应考虑近场影响系数，5km 以内取1.5，5km 以外取1.25。第18页2.4 动力分析模型隔震结构计算简图第19页2.5 水平向减震系数水平向减震系数应依据结构隔震与非隔震两种情况下各层水平向层间剪力最大比值，按表层间剪力最大比值，按表1确定（抗震规范 确定（抗震规范12.2.5 ，1款）。 结构层间剪力代表了水平地震作用取值和分布，用隔震时结构层间剪力与不隔震时结构层间剪力进行比较，就能够定量说明隔震后上部结构水平地震作用降低情况。 表1 层间剪力最大比值与水平向减

10、震系数对应关系 层间剪力最大比值0.530.350.260.18水平向减震系数0.750.500.380.25第20页2.6 隔震后水平地震影响系数最大值第21页汇报：XXX学号：XXXXXXXX 3.隔震上部结构设计4.隔震层设计5.隔震下部结构设计6.基础及地基设计7.隔震结构办法第22页三、 上部结构设计第23页3.1上部结构截面抗震验算应符合以下要求：（1） 上部结构截面抗震验算，应按规范对非隔震结构要求进行。其中水平地震作用效应，可依据水平向减震系数确定。（2） 上部结构为框架、框架-抗震墙和抗震墙结构时，隔震层顶部纵、横梁和楼板体系应作为上部结构一部分进行计算。 上部结构为砌体结构

11、时，隔震层顶部各纵、横梁可按受均布荷载单跨简支或多跨连续托墙梁计算；当按连续梁计算正弯矩小于按单跨简支梁计算跨中弯矩0.8倍时，应按0.8倍单跨简支梁跨中弯矩取值。当计算出现负弯矩时，应进行双侧配筋。对托墙梁顶砌体应进行局部承压验算，并在结构上采取适当加强办法。第24页3.1上部结构截面抗震验算应符合以下要求：（3）计算托墙梁地震组合弯矩时，由竖向荷载产生弯矩可按以下方法确定：1）当上部砖墙不超出4层时，墙体自重及其负担重力全部计入；2）当上部砖墙超出4层且在跨中1/2区段墙体仅有一个洞口时，墙体自重及其负担重力可仅取4层计入；（4）对砌体结构，在墙体截面抗震验算时，其砌体抗震抗剪强度正应力影

12、响系数可按减去竖向地震作用效应后平均压应力取值。（5） 当房屋内放置有特殊要求仪器设备而需限制楼层绝对加速度反应时，楼层加速度不应大于在罕遇地震作用下楼层允许加速度。第25页3.1上部结构截面抗震验算应符合以下要求：（ 6）上部结构抗震变形验算应按以下要求进行：1） 对框架、抗震墙和框架-抗震墙结构应进行多遇地震和罕遇地震作用下层间位移验算；砌体房屋可不进行层间位移验算。2） 在多遇地震作用下，层间弹性位移角限值可按规范执行。3） 在罕遇地震作用下，上部结构层间弹塑性位移角限值可按规范要求值1/2采取。第26页四、 隔震层设计第27页4.1 隔震支座参数 应进行竖向承载力计算，在重力荷载代表值

13、作用下竖向压应力不应超出规范限制。对设防烈度地震验算，应取剪切变形100%等效刚度和等效黏滞阻尼比；对罕遇地震验算，宜采取剪切变形250%时等效刚度和等效黏滞阻尼比，当隔震支座直径较大时可采取剪切变形100%时等效刚度和等效黏滞阻尼比。当采取时程分析时，应以试验所得滞回曲线作为计算依据第28页4.2 隔震支座水平剪力 隔震支座水平剪力应依据隔震层在罕遇烈度地震下水平剪力按各隔震支座水平等效刚度分配；当按扭转耦联计算时，尚应计及隔震层扭转刚度。水平等效刚度和等效粘滞阻尼比公式：第29页4.3 隔震支座位移改变地震波峰值为罕遇地震，先求得隔震层位移。再按照规则结构简化方法，求得各隔震支座位移。 判

14、断隔震支座位移是否满足：隔震支座罕遇地震下拉应力验算。隔震层支座设计标准是罕遇地震下不破坏，且不应出现不可恢复变形。假如大震位移不满足要求则需增加铅芯橡胶垫数量，重复上面步骤.第30页五、下部结构设计第31页5.1隔震层下部结构设计隔震层支墩、支柱及相连构件：采取隔震结构罕遇地震下隔震支座底部承载力验算 。隔震层以下结构（包含地下室和隔震塔楼下底盘）中直接支承隔震层以上结构相关构件，应满足嵌固刚度比和隔震后设防地震抗震承载力要求，并按罕遇地震下进行抗剪承载力验算。目标：确保隔震设计能在罕遇地震下发挥隔震效果。第32页5.1隔震层下部结构设计隔震层以下,地面以上结构罕遇地震下层间位移角限值，较非

15、隔震结构提升了一倍第33页六、基础和地基设计第34页6.1隔震层下部结构设计砌体房屋；地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层（指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa土层）以下建筑：不超出8层且高度在25m以下普通民用框架房屋 ；基础荷载与上述民用建筑框架相当多层框架厂房。隔震建筑地基基础抗震验算和地基处理仍应按当地域抗震设防烈度进行，甲、乙类建筑抗液化办法应按提升一个液化等级确定，直至全部消除液化沉陷。以下隔震建筑可不进行天然地基及基础抗震承载力验算： 第35页6.1隔震层下部结构设计规范要求可不进行上部结构抗震验算建筑。需进行地基基础抗震验算和地基处理隔震结

16、构，按多遇地震下地震作用进行基础及地基承载力验算。当下部结构或地基基础需要考虑竖向地震作用时，也按多遇地震 下结构承受竖向地震作用进行验算。 隔震建筑负担地基不均匀沉降能力较弱，而地震时，当地基为液化土时，又极易产生不均匀沉 降，所以，隔震建筑地基必须采取抗液化办法。采取抗液化办法前先对地基进行地基液化判别 ，依据液化等级和地基情况采取取不一样办法。 当前地基抗液化方法有：置换法、灌浆法、深层搅拌、降低水位法、振冲水冲法、强力扎实法、深层挤密法、砂井预压法，等等。对甲、乙类建 筑液化判别和抗液化办法应按提升一个液化等级确定，直至全部消除液化沉。第36页七、隔震结构结构办法第37页7.1 隔震结

17、构抗震办法：穿越隔震层门廊、楼梯、电梯、车道等部位，应预防可能碰撞上部结构周围应设置竖向隔离缝，缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下最大水平位移值1.2 倍且大于200mm。对两相邻隔震结构，其缝宽取最大水平位移值之和且大于400mm。上部结构与下部结构之间，应设置完全贯通水平隔离缝，缝高可取20mm，并用柔性材料填充；当设置水平隔离缝确有困难时，应设置可靠水平滑移垫层。 第38页7.2 隔震层以上结构办法：当水平向减震系数大于0.4时（设置阻尼器时为0.38）不应降低非隔震相关要求；水平向减震系数小于0.4时（设置阻尼器时为0.38），可适当降低本规范相关章节对非隔震建筑要求，但烈度降低不超出1度，与抵抗竖向地震作用相关抗震结构办法不应降低。此时，对砌体结构，可按本规范附录L采取抗震结构办法。抗震办法：第39页7.3 隔震层以上结构办法：穿过隔震层竖向管线：1）直径较小柔性管线在隔震层处应预留伸展长度， 其值不应小于隔震层在罕遇地震作用下最大水平位移 1.2倍；2）直径较大管道在隔震层处宜采取柔性材料或柔性接头；3）主要管道、可能泄漏有害介质或燃介质管道，在隔震层处应采取柔性接头。第40页7.3 隔震层以上结构办法：隔震层与上部结构连接：1 .隔震层顶部应设置梁板式楼盖，且应符合以下要求： 1)隔震支座相关部位应采取现浇混凝土梁