第十五講 建筑隔震與消能減震設(shè)計(jì)規(guī)定

1、第十五講 建筑隔震與消能減震設(shè)計(jì)規(guī)定一、 隔震與消能減震是減輕建筑結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害的新技術(shù)地震釋放的能量以震動(dòng)波為載體向地球表面?zhèn)鞑?。通常的建筑物因和基礎(chǔ)牢牢地連接在一起，地震波攜帶的能量通過(guò)基礎(chǔ)傳遞到上部結(jié)構(gòu)，進(jìn)入到上部結(jié)構(gòu)的能量被轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)的動(dòng)能和變形能。在此過(guò)程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)的總變形能超越了結(jié)構(gòu)自身的某種承受極限時(shí)，建筑物便發(fā)生損壞甚至倒塌。1、什么是房屋結(jié)構(gòu)的“隔震設(shè)計(jì)”隔震，即隔離地震。在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔震器、阻尼器等組成的隔震層，隔離地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，減少輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，達(dá)到預(yù)期的防震要求。地震時(shí)，隔震結(jié)構(gòu)的震動(dòng)和變形均可只控制在較輕

2、微的水平，從而使建筑物的安全得到更可靠的保證。表15.1列出了隔震設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)理念上的區(qū)別。 表 15.1 隔震房屋和抗震房屋設(shè)計(jì)理念對(duì)比抗震房屋隔震房屋結(jié)構(gòu)體系上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)牢牢連接削弱上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的有關(guān)連接科學(xué)思想提高結(jié)構(gòu)自身的抗震能力隔離地震能量向建筑物輸入方法措施強(qiáng)化結(jié)構(gòu)剛度和延性濾波隔震器的作用是支承建筑物重量、調(diào)頻濾波，阻尼器的作用是消耗地震能量、控制隔震層變形。隔震器的類型很多。目前，在我國(guó)比較成熟的是“橡膠隔震支座”。因此，本規(guī)范所指隔震器系指橡膠隔震支座（ 規(guī)范條注1）。在隔震設(shè)計(jì)中采用其他類型隔震器時(shí)，應(yīng)作專門研究。2、什么是房屋建筑的“消能減震設(shè)計(jì)” 在建筑物的

3、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能部件（由阻尼器、連接支撐等組成），通過(guò)阻尼器局部變形提供附加阻尼，吸收與消耗地震能量。這樣的房屋建筑設(shè)計(jì)稱“消能減震設(shè)計(jì)”。采用消能減震設(shè)計(jì)時(shí)，輸入到建筑物的地震能量一部分被阻尼器所消耗，其余部分則轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)的動(dòng)能和變形能。這樣，也可以達(dá)到降低結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。阻尼器有粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、金屬阻尼器、電流變、磁流變阻尼器等。3、隔震和消能減震設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)隔震體系能夠減小結(jié)構(gòu)的水平地震作用，已被理論和國(guó)外強(qiáng)震記錄所證實(shí)。國(guó)內(nèi)外的大量試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)表明：“隔震”一般可使結(jié)構(gòu)的水平地震作用降低60左右，從而消除或有效地減輕結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)的地震損壞，提高建筑物及其內(nèi)部設(shè)施、

4、人員在地震時(shí)的安全性，增加震后建筑物繼續(xù)使用的能力。 采用消能方案可以減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的位移已是公認(rèn)的事實(shí)，對(duì)減少結(jié)構(gòu)水平和豎向地震反應(yīng)也是有效的。4、隔震和消能減震設(shè)計(jì)的適用范圍1)、隔震設(shè)計(jì)的適用范圍規(guī)范12.1.3條對(duì)隔震結(jié)構(gòu)提出了一些使用要求。根據(jù)研究： 隔震結(jié)構(gòu)主要用于體型基本規(guī)則的低層和多層建筑結(jié)構(gòu)。日本和美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，不隔震時(shí)基本周期小于1.0秒的建筑結(jié)構(gòu)減震效果與經(jīng)濟(jì)性均最好，對(duì)于高層建筑效果較差。國(guó)外對(duì)隔震建筑工程的較多考察資料表明：硬土場(chǎng)地較適合于隔震建筑；軟弱場(chǎng)地濾掉了地震波的中高頻分量，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期有可能增大而不是減小其地震反應(yīng)。墨西哥地震就是一個(gè)典型的例子。日本

5、“隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”（草案）規(guī)定，隔震建筑適用于一、二類場(chǎng)地。我國(guó)、類場(chǎng)地的反應(yīng)譜周期均較小，故都可建造隔震建筑。隔震設(shè)計(jì)中對(duì)風(fēng)荷載和其他非地震作用的水平荷載給予一些限制（規(guī)范條3款）是為了保證隔震結(jié)構(gòu)具有可靠的抗傾覆能力。就使用功能而論，隔震結(jié)構(gòu)可用于：醫(yī)院、銀行、保險(xiǎn)、通訊、警察、消防、電力等重要建筑；首腦機(jī)關(guān)、指揮中心以及放置貴重設(shè)備、物品的房屋；圖書(shū)館和紀(jì)念性建筑；一般工業(yè)與民用建筑；建筑物的抗震加固。2)、消能設(shè)計(jì)的適用范圍 消能部件的置入，不改變主體承載結(jié)構(gòu)的體系，又可減少結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震作用，不受結(jié)構(gòu)類型和高度的限制，在新建和建筑抗震加固中均可采用。二、 隔震與消能減震設(shè)

6、計(jì)要求1、設(shè)計(jì)方案建筑結(jié)構(gòu)的隔震和消能減震設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求，與建筑抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的對(duì)比分析后，確定其設(shè)計(jì)方案。隔震與消能減震設(shè)計(jì)第一次納入我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，為積極、穩(wěn)妥起見(jiàn)，應(yīng)認(rèn)真做好方案比較、論證工作。2、設(shè)防目標(biāo)采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的房屋建筑，其抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)高于抗震建筑。（規(guī)范第條）。1)、在水平地震方面，本章表15.2、15.4及規(guī)范第、條等保證了隔震結(jié)構(gòu)具有比抗震結(jié)構(gòu)至少高0.5個(gè)設(shè)防烈度的抗震安全儲(chǔ)備。2)、規(guī)范規(guī)定：消能減震結(jié)構(gòu)的層間彈塑性位移角限值宜大于1/80。提高了對(duì)框架及多高層鋼

7、結(jié)構(gòu)等的彈塑性層間位移角限值要求。3、隔震與消能部件設(shè)計(jì)文件上應(yīng)注明對(duì)隔震部件和消能部件的性能要求；隔震和消能減震部件的設(shè)計(jì)參數(shù)和耐久性應(yīng)由試驗(yàn)確定；并在安裝前對(duì)工程中所用各種類型和規(guī)格的消能部件原型進(jìn)行抽樣檢測(cè)，每種類型和每一規(guī)格的數(shù)量部應(yīng)少于3 個(gè)，抽樣檢測(cè)的合格率應(yīng)為100%；設(shè)置隔震和消能減震部件的部位，除按計(jì)算確定外，應(yīng)采取便于檢查和替換的措施。消能部件應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)提供足夠的附加阻尼，尚應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型分別符合本規(guī)范相應(yīng)章節(jié)的設(shè)計(jì)要求。三、 隔震設(shè)計(jì)要點(diǎn) 本規(guī)范隔震設(shè)計(jì)條文提出了分部設(shè)計(jì)法和水平向減震系數(shù)，在設(shè)計(jì)方法上建立起了一座聯(lián)系抗震設(shè)計(jì)和隔震設(shè)計(jì)之間的橋梁，力圖使設(shè)計(jì)人員已經(jīng)熟悉的

8、抗震設(shè)計(jì)知識(shí)、抗震技術(shù)在隔震設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，這是本規(guī)范的重大特色。1、分部設(shè)計(jì)方法把整個(gè)隔震結(jié)構(gòu)體系分成上部結(jié)構(gòu)（隔震層以上結(jié)構(gòu)）、隔震層、隔震層以下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)四部分，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用“水平向減震系數(shù)”設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)。1)、水平向減震系數(shù)概念公式（15.1）及其符號(hào)解釋，描述了本規(guī)范提出的“水平向減震系數(shù)”概念。 （15.1-1） （15.1-2）其中 水平向減震系數(shù)。設(shè)防烈度下，相應(yīng)于結(jié)構(gòu)隔震與非隔震時(shí)各層層間剪力比的最大值。設(shè)防烈度下，結(jié)構(gòu)隔震時(shí)第i層層間剪力與非隔震時(shí)第i層層間剪力比的最大值。設(shè)防烈度下，結(jié)構(gòu)隔震時(shí)第i層層間剪力。設(shè)防烈度下，結(jié)構(gòu)非隔震時(shí)第i層層間剪力。2

9、)、水平向減震系數(shù)計(jì)算與取值計(jì)算水平向減震系數(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可可采用剪切型結(jié)構(gòu)模型（圖15.1）；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與隔震層剛度中心不重和時(shí)，宜計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形的影響。分析對(duì)比結(jié)構(gòu)隔震與非隔震兩種情況下各層最大層間剪力，宜采用多遇地震下的時(shí)程分析。輸入地震波的反應(yīng)譜特性和數(shù)量，應(yīng)符合本規(guī)范條規(guī)定。計(jì)算結(jié)果宜取其平均值。當(dāng)處于發(fā)震斷層10km以內(nèi)時(shí)，若輸入圖 15.1 隔震結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖eqkhm1m2mnmn-1地震波未考慮近場(chǎng)影響，對(duì)甲乙類建筑，計(jì)算結(jié)果尚應(yīng)乘以近場(chǎng)影響系數(shù)：5km以內(nèi)取1.5，510km取1.25。砌體結(jié)構(gòu)及基本周期與其相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)可按附錄L簡(jiǎn)化計(jì)算。當(dāng)結(jié)構(gòu)隔震后各層最大層間剪力與非隔震

10、時(shí)對(duì)應(yīng)層最大層間剪力的比值不大于表15.2中第一行各欄的數(shù)值時(shí)，可按該表確定水平向減震系數(shù)。 表 15.2 層間剪力最大比值與水平向減震系數(shù)的對(duì)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)0.750.500.380.25減震系數(shù)計(jì)算和取值涉及上部結(jié)構(gòu)的安全，涉及規(guī)范規(guī)定的隔震結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，減震系數(shù)不應(yīng)取得比表15.2列出的值低。3)、上部結(jié)構(gòu)水平地震作用計(jì)算水平向減震系數(shù)應(yīng)用 、水平地震影響系數(shù)的最大值可取本規(guī)范 條規(guī)定的水平地震影響系數(shù)最大值（即，非隔震時(shí)的值）和水平向減震系數(shù)的乘積。水平向減震系數(shù)不宜低于0.25,且隔震后結(jié)構(gòu)的總水平地震作用不得低于

11、非隔震時(shí)6度設(shè)防的總水平地震作用。、隔震后，地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)基本處于平動(dòng)狀態(tài)。因此，上部結(jié)構(gòu)水平地震作用沿高度可采用矩形分布。4)、上部結(jié)構(gòu)豎向地震作用計(jì)算9度和8度且水平向減震系數(shù)為0.25時(shí)，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向地震作用計(jì)算；8度且水平向減震系數(shù)不大于0.5時(shí)，宜進(jìn)行豎向地震作用計(jì)算。 豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEvk，8度和9度時(shí)分別不應(yīng)小于隔震層以上結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值的20%和40%。各樓層可視為質(zhì)點(diǎn)，按本規(guī)范（）式計(jì)算其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值沿高度的分布。5)、隔震及構(gòu)造措施、隔震建筑應(yīng)采取不阻礙隔震層在罕遇地震下發(fā)生大變形的下列措施：上部結(jié)構(gòu)的周邊應(yīng)設(shè)置防震縫，縫寬不宜小于各隔震支座在罕遇地震

12、下的最大水平位移值的1.2倍；上部結(jié)構(gòu)（包括與其相連的任何構(gòu)件）與地面（包括地下室和與其相連的構(gòu)件）之間，應(yīng)設(shè)置明確的水平隔離縫；當(dāng)設(shè)置水平隔離縫確有困難時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的水平滑移墊層；在走廊、樓梯、電梯等部位，應(yīng)無(wú)任何障礙物。、丙類建筑上部結(jié)構(gòu)的抗震措施，當(dāng)水平向減震系數(shù)為0.75時(shí)不應(yīng)降低非隔震時(shí)的要求；水平向減震系數(shù)不大于0.50時(shí)，可適當(dāng)降低本規(guī)范有關(guān)章節(jié)對(duì)非隔震建筑的要求，但與抵抗豎向地震作用有關(guān)的抗震構(gòu)造措施不應(yīng)降低。、砌體結(jié)構(gòu)按本規(guī)范附錄L采取抗震構(gòu)造措施。、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱和墻肢的軸壓比控制仍應(yīng)按非隔震的有關(guān)規(guī)定采用。其他計(jì)算和構(gòu)造措施要求，可按表15.3劃分抗震等級(jí)，再按本規(guī)范

13、6章的有關(guān)規(guī)定采用。 表15.3 隔震后現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)類型7度8度9度框架高度(m)一般框架20四20三20三20二15二15一抗震墻高度(m)一般抗震墻25四25三25三25二20二20一3、隔震層設(shè)計(jì)1)、隔震層布置隔震層設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)預(yù)期的水平向減震系數(shù)和位移控制要求，選擇適當(dāng)?shù)母粽鹬ё?、阻尼器以及抵抗地基微震?dòng)與風(fēng)荷載提供初剛度的部件組成隔震層。隔震層位置宜設(shè)置在第一層以下部位。當(dāng)位于第一層及以上時(shí)，結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)與普通隔震結(jié)構(gòu)可有較大差異，隔震層以下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算也更復(fù)雜，需作專門研究。隔震層的平面布置應(yīng)力求具有良好的對(duì)稱性，以提高分析計(jì)算結(jié)果的可靠性。2)、隔震支座豎

14、向承載力驗(yàn)算隔震支座應(yīng)進(jìn)行豎向承載力驗(yàn)算。隔震層設(shè)計(jì)原則是罕遇地震不壞。橡膠隔震支座平均壓應(yīng)力限值和拉應(yīng)力規(guī)定是隔震層承載力設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。規(guī)范規(guī)定：隔震支座在永久荷載和可變荷載作用下組合的豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值不應(yīng)超過(guò)表15.4列出的限值。在罕迂地震作用下，不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力。 表15.4 橡膠隔震支座平均壓應(yīng)力限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注：1對(duì)需驗(yàn)算傾覆的結(jié)構(gòu)，平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)包括水平地震作用效應(yīng)組合；對(duì)需進(jìn)行豎向地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)，平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)包括豎向地震作用效應(yīng)組合；2當(dāng)橡膠支座的第二形狀系數(shù)小于5.0時(shí)，應(yīng)降低平均壓應(yīng)力限值：不小于4時(shí)，降低2

15、0%，小于4不小于3時(shí)，降低40%； 3. 有效直徑小于300mm的橡膠支座，其平均壓應(yīng)力限值對(duì)丙類建筑為12Mpa。隔震支座的基本性能之一是“穩(wěn)定地支承建筑物重力”。通過(guò)規(guī)定表15.4列出的平均壓應(yīng)力限值，保證了隔震層在罕遇地震時(shí)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，并以此初步選取隔震支座的直徑。根據(jù)Haringx彈性理論，按屈曲要求，以壓縮荷載下使疊層橡膠的水平剛度為零的壓應(yīng)力作為屈曲應(yīng)力，該屈曲應(yīng)力取決于橡膠的硬度、鋼板厚度與橡膠厚度的比值、第一形狀系數(shù)和第二形狀系數(shù)等。0.55D通常，隔震支座中間鋼板厚度是單層橡膠厚度之半，比值取為0.5。對(duì)硬度為3060共七種橡膠，以及=11、13、15、17、19、20

16、和3、4、5、6、7，累計(jì)210種組合進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明：滿足、且橡膠硬度不小于40時(shí),最小的屈曲應(yīng)力值為34.0Mpa?？紤]橡膠支座在罕遇地震下發(fā)生容許的最大剪切變形（0.55D，D支座有效直徑， (式15.3-1)）后，取支座上下表面垂直投影的重疊部分作為有效受壓面積（圖15.2），以該有效受壓面積的平均壓應(yīng)力達(dá)到屈曲應(yīng)力作為控制橡膠隔震支座在罕遇地震時(shí)保持穩(wěn)定的條件，則得本條規(guī)定的最大平均壓應(yīng)力 0.45=15.3MPa。 (15.2)圖15.2對(duì)且橡膠硬度不小于40的支座，當(dāng)=4.0時(shí)，=12.1Mpa；=3.0時(shí)， =9.3Mpa 規(guī)定隔震支座中不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力，主要考慮了下列三個(gè)因

17、素： 、橡膠受拉后內(nèi)部出現(xiàn)損傷，降低了支座的彈性性能。 、隔震層中支座出現(xiàn)拉應(yīng)力，意味著上部結(jié)構(gòu)存在傾覆危險(xiǎn)。 、橡膠隔震支座在拉伸應(yīng)力下滯回特性的實(shí)物實(shí)驗(yàn)尚不充分。3)、罕遇地震下隔震支座水平位移驗(yàn)算隔震支座在罕迂地震作用下的水平位移應(yīng)符合下列要求： ui ui （15.3-1） ui =iuc （15.3-2）式中 ui罕迂地震作用下第i個(gè)隔震支座的水平位移；ui第i個(gè)隔震支座水平位移限值，不應(yīng)超過(guò)該支座有效直徑的0.55倍和支座橡膠總厚度的3.0倍二者的較小值； uc罕迂地震下隔震層質(zhì)心處或不考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)的水平位移；i隔震層扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)，應(yīng)取考慮扭轉(zhuǎn)和不考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)支座計(jì)算位移的比值，當(dāng)上部

18、結(jié)構(gòu)質(zhì)心與隔震層剛度中心在兩個(gè)主軸方向均無(wú)偏心時(shí)，邊支座的扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)不應(yīng)小于1.15。4)、隔震支座水平剪力計(jì)算隔震支座的水平剪力應(yīng)根據(jù)隔震層在罕遇地震下的水平剪力按各隔震支座的水平剛度進(jìn)行分配。5)、隔震層力學(xué)性能計(jì)算設(shè)計(jì)者從橡膠隔震支座產(chǎn)品性能獲得的是單個(gè)支座力學(xué)特性。然而，在水平向減震系數(shù)及罕遇地震下隔震支座水平位移計(jì)算中，需要用到的可能是隔震層的力學(xué)性能。 設(shè)，隔震層中隔震支座和單獨(dú)設(shè)置的阻尼器的總數(shù)為。 、 第個(gè)隔震支座、阻尼器的水平剛度、阻尼比。 、隔震層的等效水平剛度、等效阻尼比。 由單質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)復(fù)阻尼理論按隔震層特性，有 按隔震支座特性，有 等價(jià)條件 令實(shí)部相等，得隔震層等效水

19、平剛度 （15.4-1） 令虛部相等，得隔震層等效阻尼比 （15.4-2） 6)、隔震部件的性能要求、隔震支座承載力、極限變形與耐久性能應(yīng)符合建筑隔震橡膠支座產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（JG 1182000）要求；、隔震支座在表15.4所列壓力下的極限水平變位；應(yīng)大于有效直徑的0.55倍和支座橡膠總厚度3倍二者的較大值。、在經(jīng)歷相應(yīng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的耐久試驗(yàn)后，剛度、阻尼特性變化不超過(guò)初期值的20%；徐變量不超過(guò)支座橡膠總厚度的0.05倍且小于10.0mm。、隔震支座的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。在豎向荷載保持表12.4所列平均壓應(yīng)力限值的條件下，驗(yàn)算多遇地震時(shí)，宜采用水平加載頻率為0.3Hz且隔震支座剪切變形為50%時(shí)

20、的水平動(dòng)剛度和等效粘滯阻尼比；驗(yàn)算罕遇地震時(shí)，直徑小于600mm的隔震支座宜采用水平加載頻率為0.1Hz且隔震支座剪切變形為250%時(shí)的水平動(dòng)剛度和等效粘滯阻尼比；直徑不小于600mm的隔震支座可采用水平加載頻率為0.2Hz且隔震支座剪切變形為100%時(shí)的水平動(dòng)剛度和等效粘滯阻尼比。 7)、隔震層與上部結(jié)構(gòu)、隔震層以下結(jié)構(gòu)的連接、隔震層頂部應(yīng)設(shè)置梁板式樓蓋，且應(yīng)符合下列要求：應(yīng)采用現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土板?，F(xiàn)澆板厚度不宜小于140mm，當(dāng)采用裝配整體式鋼筋混凝土板時(shí)，配筋現(xiàn)澆面層厚度不宜小于50mm；隔震支座上方的縱、橫梁應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隔震層頂部梁板體系的剛度和承載力，宜大于一

21、般樓面的梁板剛度和承載力。隔震支座附近的梁、柱應(yīng)考慮沖切和局部承壓，加密箍筋并根據(jù)需要配置網(wǎng)狀鋼筋。、隔震支座和阻尼器的連接構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求：隔震支座和阻尼器應(yīng)安裝在便于維護(hù)人員接近的部位；隔震支座與上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的連接件，應(yīng)能傳遞罕遇地震下支座的最大水平剪力；抗震墻下隔震支座的間距不宜大于2.0m；外露的預(yù)埋件應(yīng)有可靠的防銹措施。預(yù)埋件的錨固鋼筋應(yīng)與鋼板牢固連接。錨固鋼筋的錨固長(zhǎng)度宜大于20倍錨固鋼筋直徑，且不應(yīng)小于250mm。、穿過(guò)隔震層的設(shè)備配管、配線，宜采用柔性連接等適應(yīng)隔震層的罕遇地震水平位移的措施；采用鋼筋或剛架接地的避雷設(shè)備，宜設(shè)置跨越隔震層的柔性接地配線。4、隔震層

22、以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)隔震層置于地下室頂部時(shí)，隔震層以下墻、柱的地震作用和抗震驗(yàn)算，應(yīng)采用罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進(jìn)行計(jì)算。5、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)隔震建筑地基基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算和地基處理仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度進(jìn)行，甲、乙類建筑的抗液化措施應(yīng)按提高一個(gè)液化等級(jí)確定，直至全部消除液化沉陷。 四、 消能減震設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、 消能減震部件及其布置消能減震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)罕遇地震下的預(yù)期結(jié)構(gòu)位移控制要求，設(shè)置適當(dāng)?shù)南懿考?。消能部件可由消能器及斜撐、墻體、梁或節(jié)點(diǎn)等支承構(gòu)件組成。消能器可采用速度相關(guān)型、位移相關(guān)型或其它類型。消能部件可根據(jù)需要沿結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別設(shè)置。消能部件宜設(shè)置在層間變形較大的位置

23、，其數(shù)量和分布應(yīng)通過(guò)綜合分析合理確定，并有利于提高整體結(jié)構(gòu)的消能能力，形成均勻合理的受力體系。消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比宜大于10，超過(guò)20時(shí)，宜按20計(jì)算。2、 消能減震設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)1). 由于加上消能部件后不改變主體承載結(jié)構(gòu)的基本形式，除消能部件外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍應(yīng)符合本規(guī)范相應(yīng)類型結(jié)構(gòu)的要求。因此，計(jì)算消能減震結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是確定結(jié)構(gòu)的總剛度和總阻尼。2)、一般情況下，計(jì)算消能減震結(jié)構(gòu)宜采用靜力非線性分析或非線性時(shí)程分析方法。對(duì)非線性時(shí)程分析法，宜采用消能部件的恢復(fù)力模型計(jì)算；對(duì)靜力非線性分析法，可采用消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比和有效剛度計(jì)算。3)、當(dāng)主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性工作階段時(shí)，可采

24、用線性分析方法作簡(jiǎn)化估算，并根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形特征和高度等，按本規(guī)范5.1節(jié)的規(guī)定分別采用底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法。其地震影響系數(shù)可根據(jù)消能減震結(jié)構(gòu)的總阻尼比按本規(guī)范條的規(guī)定采用。4)、消能減震結(jié)構(gòu)的總剛度為結(jié)構(gòu)剛度和消能部件有效剛度的總和。5)、消能減震結(jié)構(gòu)的總阻尼比為結(jié)構(gòu)阻尼比和消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比的總和。3、消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比和有效剛度確定1)、附加有效阻尼比估算、估算公式a=Wc/（4Ws） （15.5）式中 a消能減震結(jié)構(gòu)的附加有效阻尼比； Wc所有消能部件在結(jié)構(gòu)預(yù)期位移下往復(fù)一周所消耗的能量；Ws設(shè)置消能部件的結(jié)構(gòu)在預(yù)期位移下的總應(yīng)變能。、設(shè)置消能

25、部件的結(jié)構(gòu)在預(yù)期位移下的總應(yīng)變能Ws不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，可按下式估算：Ws=(Fiui )/2 （15.6）式中 Fi質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； ui質(zhì)點(diǎn)i對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的位移。、所有消能部件在結(jié)構(gòu)預(yù)期位移下往復(fù)一周所消耗的能量Wca)、速度線性相關(guān)型消能部件水平地震作用下所消耗的能量，可按下式估算： （15.7）式中 T1消能減震結(jié)構(gòu)的基本自振周期； Cj第j個(gè)消能部件的線性阻尼系數(shù)； j第j個(gè)消能部件的消能方向與水平面的夾角；uj第j個(gè)消能部件兩端的相對(duì)水平位移。當(dāng)消能部件的阻尼系數(shù)和有效剛度與結(jié)構(gòu)振動(dòng)周期有關(guān)時(shí)，可取相應(yīng)于消能減震結(jié)構(gòu)基本自振周期的值。b)、位移相關(guān)型、速度非線

26、性相關(guān)型和其它類型消能部件水平地震作用下所消耗的能量，可按下式估算：Wc=Aj （15.8）式中 A j第j個(gè)消能部件的滯回環(huán)在相對(duì)水平位移uj時(shí)的面積。2)、消能部件的有效剛度估算消能部件的有效剛度可取消能部件的恢復(fù)力滯回環(huán)在相對(duì)水平位移uj時(shí)的割線剛度。4、消能器與斜撐、填充墻或梁等支承構(gòu)件組成消能部件時(shí)，對(duì)支承構(gòu)件剛度或恢復(fù)力滯回模型的要求1)、速度線性相關(guān)型消能器支承構(gòu)件在消能器消能方向的剛度應(yīng)符合下式要求：Kp（6/T1）Cv （15.9）式中 Kp支承構(gòu)件在消能方向的剛度；Cv由試驗(yàn)確定的相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的消能器的線性阻尼系數(shù)； T1消能減震結(jié)構(gòu)的基本自振周期。2)、位移相關(guān)

27、型消能器消能部件恢復(fù)力滯回模型的參數(shù)宜符合下列要求：upy/upy2/3 （15.10）（Kp/Ks）(upy/upy)0.8 （15.11）式中 Kp消能部件在水平方向的初始剛度；upy消能部件的屈服位移； Ks設(shè)置消能部件的結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度；usy設(shè)置消能部件的結(jié)構(gòu)層間屈服位移。5、消能部件的連接1)、消能器與斜撐、填充墻、梁或節(jié)點(diǎn)的連接，應(yīng)符合鋼構(gòu)件連接或鋼與鋼筋混凝土構(gòu)件連接的構(gòu)造要求，并能承擔(dān)消能器施加給連接節(jié)點(diǎn)的最大作用力。2)、與消能部件相連的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)計(jì)入消能部件傳遞的附加內(nèi)力，并將其傳遞到基礎(chǔ)。3)、消能器及其連接構(gòu)件應(yīng)具有耐久性能和較好的易維護(hù)性。五、 隔震設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化計(jì)算和

28、砌體結(jié)構(gòu)隔震措施1、 簡(jiǎn)化計(jì)算1)、隔震支座扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算此簡(jiǎn)化計(jì)算適合于各種隔震結(jié)構(gòu)，包括采用隔震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和其它結(jié)構(gòu)。、僅考慮單向地震作用時(shí)圖 15.3 假定隔震層頂板是面內(nèi)剛性的。由幾何關(guān)系（圖15.3），第支座的水平位移可寫(xiě)為： 剛度中心略去高階微量，可得 （15.12）另一方面，在水平地震下支座的附加水平位移可根據(jù)樓層的扭轉(zhuǎn)角與支座至隔震層剛度中心的距離得到，再將隔震層平移剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之比用其頂板的幾何尺寸之間的關(guān)系替代，可得 （15.13）式中 上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心與隔震層剛度中心在垂直于地震作用方向的偏心距； 第i個(gè)隔震支座與隔震層剛度中心在垂直于地震作用方向

29、的距離；a、b隔震層平面的兩個(gè)邊長(zhǎng)。 對(duì)邊支座，扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)不宜小于1.15；當(dāng)隔震層和上部結(jié)構(gòu)采取有效的抗扭措施后或扭轉(zhuǎn)周期小于平動(dòng)周期的70%，扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)可取1.15。、同時(shí)考慮雙向地震作用時(shí)扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)可仍按式（15.13）計(jì)算，但其中偏心距（e）應(yīng)采用下列公式中的較大值替代 （15.14-1） （15.14-2）式中 y方向地震作用的偏心距。 x方向地震作用的偏心距。對(duì)邊支座，扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)不宜小于1.2。 2)、砌體結(jié)構(gòu)及與其基本周期相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算、多層砌體結(jié)構(gòu)水平向減震系數(shù) （15.15-1）式中 水平向減震系數(shù)； 地震影響系數(shù)的阻尼調(diào)整系數(shù)，按本規(guī)范（）確定； 地震影響系數(shù)的

30、曲線下降段衰減指數(shù)，按本規(guī)范條確定； 砌體結(jié)構(gòu)采用隔震方案時(shí)的設(shè)計(jì)特征周期，根據(jù)本地區(qū)所屬的設(shè)計(jì)特征周期分區(qū)按本規(guī)范條確定，但小于0.4s時(shí)按0.4s采用； 隔震后體系的基本周期，不應(yīng)大于2.0s和5倍特征周期的較大值。、與砌體結(jié)構(gòu)周期相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)水平向減震系數(shù) （15.15-2）式中 非隔震結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期，當(dāng)小于特征周期時(shí)應(yīng)采用特征周期值的數(shù)值；隔震后體系的基本周期，不應(yīng)大于5倍特征周期值；特征周期；其余符號(hào)同上。、砌體結(jié)構(gòu)及與其基本周期相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)隔震后體系的基本周期 （15.16）式中 G 隔震層以上結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值； Kh 隔震層的水平動(dòng)剛度，可按條的規(guī)定計(jì)算； g 重力加速度。對(duì)砌體

31、結(jié)構(gòu)，當(dāng)墻體截面抗震驗(yàn)算時(shí)，其砌體抗震抗剪強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)，可按減去豎向地震作用效應(yīng)后的平均壓應(yīng)力取值。、砌體結(jié)構(gòu)及與其基本周期相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，罕遇地震下隔震層水平剪力計(jì)算 （15.17）式中 Vc隔震層在罕遇地震下的水平剪力。、砌體結(jié)構(gòu)及與其基本周期相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，罕遇地震下隔震層剛度中心處水平位移計(jì)算 （15.18）式中 uc 隔震層剛度中心處水平位移；s 近場(chǎng)系數(shù)；甲、乙類建筑距發(fā)震斷層5km以內(nèi)取1.5；510km 取1.25；10km以遠(yuǎn)取1.0；丙類建筑取1.0。 1（eq）罕遇地震下的地震影響系數(shù)值，可根據(jù)隔震層參數(shù)，按本規(guī)范條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算；Kh罕遇地震下隔震層的水平動(dòng)剛度，應(yīng)按本

32、規(guī)范條的有關(guān)規(guī)定采用。、砌體結(jié)構(gòu)按本規(guī)范條規(guī)定進(jìn)行豎向地震作用下的抗震驗(yàn)算時(shí)，砌體抗震抗剪強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)，宜按減去豎向地震作用效應(yīng)后的平均壓應(yīng)力取值。、砌體結(jié)構(gòu)的隔震層頂部各縱、橫梁均可按受均布荷截的單跨簡(jiǎn)支梁或多跨連續(xù)梁計(jì)算。均布荷載可按本規(guī)范條關(guān)于底部框架磚房的鋼筋混凝土托墻梁的規(guī)定取值；當(dāng)按連續(xù)梁算出的正彎矩小于單跨簡(jiǎn)支梁跨中彎矩的0.8倍時(shí)，應(yīng)按0.8倍單跨簡(jiǎn)支梁跨中彎矩配筋。2、砌體結(jié)構(gòu)的隔震措施1)、層數(shù)、總高度和高寬比當(dāng)水平向減震系數(shù)不大于0.50時(shí)，丙類建筑的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)、總高度和高寬比限值，可按本規(guī)范7.1節(jié)中降低一度的有關(guān)規(guī)定采用。2)、隔震層構(gòu)造、多層砌體房屋的隔震層位于地下室頂部時(shí)，隔震支座不宜直接放置在砌體墻上，并應(yīng)驗(yàn)算砌體的局部承壓；、上部結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)時(shí)，隔震