建筑工程隔震設(shè)計(jì)及施工技術(shù)圖文講義(PPT98頁)

1、 XX有限公司建筑隔震設(shè)計(jì)及施工主 要 內(nèi) 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震層三、地震反應(yīng)觀測(cè)四、隔震設(shè)計(jì)方法五、工程應(yīng)用（超高層）和經(jīng)濟(jì)性分析隔震建筑的定義建筑物和基礎(chǔ)之間，設(shè)置一種特殊裝置把建筑物和地面分開，隔離地震能量向建筑物傳遞，減輕地震災(zāi)害。 這就是隔震建筑?；A(chǔ)地震波建筑物特殊裝置地面隔震房屋這條縫把建筑物與地面分開從外表看水平隔震縫設(shè)置抗震房屋 隔震房屋地震變形對(duì)比一般建筑物隔震建筑物抗震建筑與隔震建筑的區(qū)別地震動(dòng) 地震動(dòng)柱柱梁JSSI公塚正行:免震構(gòu)造資料恢復(fù)力特征框架狀態(tài)形成塑性鉸“建筑隔震”技術(shù)從結(jié)構(gòu)體系到設(shè)計(jì)思想是對(duì)現(xiàn)行抗震技術(shù)的發(fā)展與突破 基礎(chǔ)房屋結(jié)構(gòu)抗震房屋隔震房屋房

2、屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 房屋和基礎(chǔ)牢牢地連接 用隔震層削弱這種連接 抗震思想提高房屋自身的抗震能力 隔離地震能量向房屋輸入 技術(shù)措施強(qiáng)化房屋結(jié)構(gòu)剛度和延性 濾波 隔震建筑地震反應(yīng)模擬隔震建筑緩慢接近剛體平動(dòng)（長(zhǎng)周期）加速度甚至減小 100% 40%上部結(jié)構(gòu)可保持彈性室內(nèi)設(shè)備、裝修等完好固定基礎(chǔ)隔震支座傳統(tǒng)房屋激烈晃動(dòng)加速度放大 100% 250% (中國規(guī)范取2.25)梁柱裂,內(nèi)部裝飾、設(shè)備破壞 可降低水平地震作用26倍：大震時(shí)，建筑物不倒塌、甚至不破壞；室內(nèi)設(shè)備、貴重物品、信息系統(tǒng)不損壞；基本不中斷人的正常生活與服務(wù)。 （地陷、地隆起、豎向地震嚴(yán)重情況除外） 隔震效果不隔震地震了！加速度放大室內(nèi)破壞地面

3、加速度 房屋加速度 放大振動(dòng)臺(tái)地震模擬對(duì)比試驗(yàn)Elcen.NS 波 加速度峰值：270cm/s2隔 震Elcen.NS 波 加速度峰值：270cm/s2相同地面加速度房屋加速度 降低了83%加速度減小室內(nèi)安定主 要 內(nèi) 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震層三、地震反應(yīng)觀測(cè)四、隔震設(shè)計(jì)方法五、工程應(yīng)用（超高層）和經(jīng)濟(jì)性分析非隔震結(jié)構(gòu)隔震結(jié)構(gòu)阻尼器+橡膠隔震支座由隔震支座、阻尼器及相連的梁板體系、支撐（墩）等組成隔震層組成 隔震建筑物實(shí)例 （日本）隔震建筑物實(shí)例 隔震建筑物實(shí)例隔震建筑物實(shí)例隔震建筑物實(shí)例感壓式地震變位記錄裝置隔震支座種類橡膠支座 天然橡膠高阻尼橡膠鉛芯+天然橡膠U型減震器+天然橡膠

4、廣義的隔震系統(tǒng)還包括摩擦滑移、摩擦擺、懸吊系統(tǒng)等，但應(yīng)用較少保護(hù)膠鉛芯鋼-橡膠復(fù)合材料體一層鋼板、一層橡膠相間疊合隔震支座結(jié)構(gòu)鉛芯橡膠支座 （LRB）橡膠層數(shù)：34厚度：4.0mm鋼板層數(shù)：33厚度：3.1mm隔震支座的性能 穩(wěn)定支撐上部結(jié)構(gòu)隔離地震能量向建筑物的輸入疊層橡膠的受力原理橡膠塊變形前剪力壓縮載荷壓縮變形大橡膠塊壓縮剪切變形后壓縮載荷壓縮變形小剪力疊層橡膠變形前疊層橡膠壓縮剪切變形后疊層橡膠的結(jié)構(gòu)直徑 Dr一層橡膠的厚度 tr橡膠的層數(shù) n中間鋼板厚度第一次形狀系數(shù)第二次形狀系數(shù)鋼板與橡膠層交替疊層隔震裝置：疊層橡膠特征垂直剛度水平剛度水平變形性能法蘭盤罩板鉛芯中間鋼板內(nèi)層橡膠包覆

5、橡膠隔震支座壓剪試驗(yàn)隔震支座壓剪試驗(yàn)_關(guān)松太郎隔震支座壓剪試驗(yàn)照片6.1.4 壓縮剪切試驗(yàn) （5003.75-26試驗(yàn)體、表面壓力200kg/cm)600 隔震支座15MPa400%壓剪試驗(yàn)(同濟(jì)大學(xué)提供)疊層橡膠隔離器抗壓試驗(yàn)前疊層橡膠隔離器抗壓試驗(yàn) 剛剛斷裂的試驗(yàn)體疊層橡膠隔離器抗壓試驗(yàn) 斷裂的瞬間疊層橡膠隔離器抗壓試驗(yàn) 試驗(yàn)體的斷裂面鉛芯支座（LRB）600的垂直和水平剛度橡膠直徑600 mm鉛芯直徑100 mm橡膠層4.0 mm 40層=160.0 mm內(nèi)部鋼板3.1 mm一次形狀系數(shù) S137.5二次形狀系數(shù) S23.8疊層橡膠截面積274,889 mm2預(yù)期垂直荷重2,199 kN

6、 = 224.3 tonf (0 = 8.0 N/mm2)垂直剛性 KV2207000 kN/mm水平剛性 KH1024 kN/mm (KV /2155)鉛芯支座（LRB）600的垂直和水平剛度RC柱 700700 mm、高4000mm豎向剛度cKV、豎向変形cV (Ec=21kN/mm2)剛度大體相同鉛芯支座（LRB）600的垂直和水平剛度主 要 內(nèi) 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震層三、地震反應(yīng)觀測(cè)四、隔震設(shè)計(jì)方法五、工程應(yīng)用（超高層）和經(jīng)濟(jì)性分析郵電中心 震后支座 2004年地震隔震建筑物的地震反應(yīng)綜合醫(yī)院竣工年月：1997年3月結(jié)構(gòu)類別：鋼筋混凝土層B1層損壞較輕的隔震建筑物/libr

7、ary/casestudy/mensin/b0da0e0000002nki.html疊層橡膠支座彈性滑動(dòng)支座隔震層位移23cm隔震層共計(jì)使用了50個(gè)直徑為f 800mm、f 900mm的天然橡膠系列疊層橡膠支座，10個(gè)f 90的鋼棒阻尼器和40個(gè)f 180的鉛阻尼器，盡可能均勻設(shè)置使隔震層不產(chǎn)生偏心。根據(jù)反應(yīng)預(yù)測(cè)分析，阻尼器的屈服力總和設(shè)定為建筑物總重量的2.1%，（鉛、鋼棒的負(fù)擔(dān)比約為1：1）， 某超高層中間層隔震 (1)用途：住宅層數(shù)： 地上36F，塔樓1F高度： 123m結(jié)構(gòu)形式： 地上RC隔震層：3-4F隔震器：LRBx40，RBx11層建筑面積：3,448總建筑面積：51,856竣工

8、日期：2011/01主 要 內(nèi) 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震層三、地震反應(yīng)觀測(cè)四、隔震設(shè)計(jì)方法五、工程應(yīng)用（超高層）和經(jīng)濟(jì)性分析1 隔震層布置 （1）基底隔震 （2）首層隔震 （3）層間隔震 基礎(chǔ)隔振東京 ：國立國際醫(yī)院隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),地上16層，地下2層，SRC加RC結(jié)構(gòu)，采用基礎(chǔ)隔震，地下一層為隔震層，地下二層為停車場(chǎng) 地下室隔震 首層柱頂隔震 中間層隔震荷載情況建筑基本情況經(jīng)濟(jì)條件 隔震性能目標(biāo)確定根據(jù)荷載與結(jié)構(gòu)布局等初步估計(jì)隔震支座數(shù)量和位置、直徑和規(guī)格對(duì)砌體結(jié)構(gòu)或相似的結(jié)構(gòu)可采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算剪力比確定減震系數(shù)對(duì)周期偏長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)可采用時(shí)程分析法計(jì)算剪力比中國隔震設(shè)計(jì)流程上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔震

9、層設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)根據(jù)減震系數(shù)來折減上部結(jié)構(gòu)所受地震作用，計(jì)算基底剪力；上部結(jié)構(gòu)的地震作用分布可用矩形代替?zhèn)鹘y(tǒng)的倒三角形驗(yàn)算支座的面壓是否滿足規(guī)定；驗(yàn)算罕遇地震作用下隔震層位移是否滿足規(guī)定按罕遇地震作用下隔震體系分析結(jié)果，驗(yàn)算隔震層以下結(jié)構(gòu);地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算仍按原設(shè)防烈度考慮滿足隔震構(gòu)造要求分步設(shè)計(jì) 分步設(shè)計(jì)方法上部結(jié)構(gòu)、隔震層、基礎(chǔ)和下部結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)算。上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)（）橡膠受拉后內(nèi)部有損傷，降低了支座的彈性性能；（）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)；（）支座在拉伸應(yīng)力下滯回特性的實(shí)物試驗(yàn)尚不充分。2 隔震支座一般不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，主要考慮：三、下部結(jié)構(gòu)1.隔震

10、層支墩、支柱及相連構(gòu)件：罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進(jìn)行承載力驗(yàn)算；2.隔震層以下的結(jié)構(gòu)（包括地下室和隔震塔樓下的底盤）中直接支承隔震層以上結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件：嵌固剛度比和設(shè)防地震的抗震承載力要求，罕遇地震下抗剪承載力驗(yàn)算；地面以上隔震層以下罕遇地震下層間位移限值滿足要求 1/100 1/200 1/2502001版：隔震層以下結(jié)構(gòu)（包括地下室）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。2） 基礎(chǔ)的驗(yàn)算和處理原則隔震建筑地基基礎(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

11、沉陷。防火措施耐火包覆耐火包覆材料（硅酸鈣板）上部鋼筋混凝土柱疊層橡膠下部鋼筋混凝土柱熱膨脹耐火材料（Fiblock）縫隙施工完成電梯配置原則說明立面原則隔震層往下倒吊，可采用RC或鋼構(gòu)方式配置，并于電梯基坑下方配置滑動(dòng)支撐倒吊電梯原則上不宜超過3個(gè)樓層。若超過3個(gè)樓層則需配置可撓式電梯，但成本相對(duì)提高甚多。隔震設(shè)計(jì)Q&A倒吊式電梯滑動(dòng)支承1FISOF2F中間層隔震 隔震支座的耐火保護(hù)中間層隔震（停車場(chǎng)）的耐火保護(hù)材料隔震建筑物 告示牌地鐵入口相鄰的隔震建筑告示 隔震醫(yī)院的告示牌示主 要 內(nèi) 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震層三、地震反應(yīng)觀測(cè)四、隔震設(shè)計(jì)方法五、工程應(yīng)用（超高層）和經(jīng)濟(jì)性分析摩

12、擦滑移體系 摩擦材料耐久性、可靠性、施工難度大、震后復(fù)位問題橡膠隔震支座體系 研究應(yīng)用發(fā)展迅速，支座國產(chǎn)化，技術(shù)成套，逐漸成為應(yīng)用主流 國內(nèi)概況小規(guī)模試點(diǎn) 1993-1994擴(kuò)大試點(diǎn) 1995-1996推廣應(yīng)用 1997-2000穩(wěn)步發(fā)展 2001-2007 加速發(fā)展 2008至今國內(nèi)橡膠支座應(yīng)用國內(nèi)橡膠支座應(yīng)用國內(nèi)橡膠支座應(yīng)用 國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB500111)第12章“隔震與消能” 2001年 2010年設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化 建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)隔震建筑施工與驗(yàn)收規(guī)范1)第12章2011年9月啟動(dòng) 2012年完成施工驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑隔震橡膠支座 JG118-2000 2000年產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

13、化建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖 （03SG610-1） 2003檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化北京通惠家園地鐵大平臺(tái)隔震隔震支座層間隔震辦公樓 200511層，地下3層 框剪GZP600-800:281個(gè)GZY600-800:129個(gè)88儲(chǔ)油罐試驗(yàn)-Application in Oil Tank (2)Shaking table tests for oil tank using isolation in China儲(chǔ)油罐 隔震-Application in Oil Tank (4)LNG 天然氣罐 廣東 0.37g 直徑84m，高50m，160000m3 , 重133000t，支撐于360個(gè)樁，2007年完工變電站 隔震-Application in industry facilities隔震支座變壓器 倒 塌結(jié)構(gòu)平面圖及隔震器布置RBf1300RBf1400SLDf1500現(xiàn)場(chǎng)照片200301 結(jié)構(gòu)封頂RB f1300SLD f150026層 隔震住宅一、愛知縣廳