PPT隔震和消能減震設(shè)計(jì)

第12章隔震震和消消能能減減震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2010年10月27日1隔震震概概述述適用用范范圍圍隔震震層層的的位位置置橡膠膠支支座座的的分分類類隔震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的原原則則及及要要求求隔震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的一一般般步步驟驟橡膠膠隔隔震震支支座座的的選選型型與與檢檢測(cè)測(cè)隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震計(jì)計(jì)算算分分析析隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分部部設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法目錄錄23隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)延長(zhǎng)長(zhǎng)自自振振周周期期地震震中中以柔柔克克剛剛結(jié)構(gòu)構(gòu)反反應(yīng)應(yīng)230%→→40%4隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)能量量平平衡衡地震震中中表表現(xiàn)現(xiàn)隔震震支座座固定定基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)非線線性性,變形形分分散散結(jié)構(gòu)構(gòu)彈性性結(jié)構(gòu)構(gòu)無(wú)變變形形橡膠膠支支座座非線線性性結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形集集中中隔震震技技術(shù)術(shù)在在各各國(guó)國(guó)的的應(yīng)應(yīng)用用5隔震震概概述述適用用范范圍圍隔震震層層的的位位置置橡膠膠支支座座的的分分類類隔震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的原原則則及及要要求求隔震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的一一般般步步驟驟橡膠膠隔隔震震支支座座的的選選型型與與檢檢測(cè)測(cè)隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震計(jì)計(jì)算算分分析析隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分部部設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法目錄錄6適用范圍原3.8.1“隔震震和和消消能能…主要要應(yīng)應(yīng)用用于于使使用用功功能能有有特殊殊要要求求的建建筑筑及及抗抗震震設(shè)防防烈烈度度為為8、9度的建建筑筑””新3.8.1“…可用用于于對(duì)對(duì)抗震震安安全全性性和使用用功功能能有較高高要求求或或?qū)ｉT門要求求的的建建筑筑””理由由:原文文引引起起歧歧義義◆地震烈烈度不確確定性◆僅適用用特殊要要求和和高烈烈度◆欠考慮慮性能設(shè)設(shè)計(jì)（12.1.6）7適用范圍新的改動(dòng)動(dòng)：取消對(duì)隔隔震設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)類型型限制廢除“結(jié)構(gòu)基本本周期小小于1.0s”,改為““結(jié)構(gòu)高寬寬比宜小小于4”理由1.高寬比較周期更能反映映結(jié)構(gòu)的的變形特特點(diǎn)2.國(guó)內(nèi)外大大量隔震震建筑周周期大于于1s。3.國(guó)外成功功經(jīng)驗(yàn)8適用范圍按使用功功能，隔隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)可用于于：◆安全性性要求較較高的建建筑:重要建筑筑,學(xué)校,銀行,保險(xiǎn),首腦機(jī)關(guān)關(guān),高檔住宅宅,安居工程程◆使用功功能不能能中斷的的建筑:醫(yī)院,通訊,警察,消防,電力,應(yīng)急指揮揮中心,以及放置置貴重設(shè)設(shè)備、物物品的房房屋◆有珍貴貴物品的的建筑或或珍貴建建筑:博物館,檔案館,文物館,歷史建筑筑,紀(jì)念性建建筑◆已有建筑物的的隔震加固固。按場(chǎng)地類類別，隔隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)可用于于：◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地◆當(dāng)在Ⅳ類場(chǎng)地建建造隔震震房屋時(shí)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專專門研究究和專門門研究和和審查9隔震概述述適用范圍圍隔震層的的位置橡膠支座座的分類類隔震設(shè)計(jì)計(jì)的原則則及要求求隔震設(shè)計(jì)計(jì)的一般般步驟橡膠隔震震支座的的選型與與檢測(cè)隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震計(jì)計(jì)算分析析隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)分部設(shè)設(shè)計(jì)方法法目錄錄10隔震層位置（1）基底隔震震（有地下下室）（2）首層隔震震（無(wú)地下下室）（3）層間隔震震（豎向不不規(guī)則））2001版規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范（隔震層層設(shè)置在下部，，對(duì)中上部需專專門研究）12結(jié)構(gòu)隔震震層的位位置下沉型抬高型6種隔震方方案3向地震輸輸入近100個(gè)試驗(yàn)工工況層間隔震震技術(shù)試驗(yàn)研究究(廣州大13層間隔震震：地震反應(yīng)應(yīng)降至1/2～1/6,抗震安全全性提高高試驗(yàn)研究究:震動(dòng)臺(tái)14基礎(chǔ)隔震震我國(guó)第15基礎(chǔ)隔震震太原市圖圖書擋擋案館隔隔震樓樓(6層)1998隔震支座座基底隔

16基礎(chǔ)隔震震新疆烏魯木齊齊石化化廠區(qū)隔震住宅樓群（38棟，13萬(wàn)m2）2000年,當(dāng)年世界界面積最(基礎(chǔ)隔震震)1711stories（3storiesunderground）reinforcedconcreteframesandshearwallsBase-isolatedbuildingACentralGovernment(7Ministries)OfficeBuilding基礎(chǔ)隔隔震北京中中央7個(gè)部委委聯(lián)合合辦公公大樓樓2004（隔震震大樓樓）昆明新新機(jī)場(chǎng)場(chǎng)隔震航航站樓樓(北京市市設(shè)計(jì)計(jì)院)Kunmin18FloorArea:500,000M2(DesignbyBeijingArchitecturalDesignInstitute)基礎(chǔ)隔19BaseIsolationRubberBearings：隔震支支座1892RB（∮1000）油阻尼尼器OilDampers：108OD（D=±±600mm,F=150T）20層間隔隔震:首層頂頂隔隔震首層隔隔震廣廣東東澄海海政政府干干部住住宅樓樓（7層）Housesbui首層層隔隔震震21層間間隔隔震震:首層層頂頂隔隔震震首層隔隔震首層層隔隔震震22層間間隔隔震震:首層層頂頂隔隔震震首層層隔隔震震高層層建建筑筑首首層層頂頂隔隔震震23隔震震層層層間間隔隔震震技技術(shù)術(shù)大大底底盤盤多多地鐵鐵地面面交交通通樞樞紐紐中中心心平臺(tái)臺(tái)住住宅宅24整個(gè)個(gè)二二層層平平臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)長(zhǎng)1300m寬250m難以以采采用用基基礎(chǔ)礎(chǔ)隔隔震震平臺(tái)臺(tái)上上建建17棟9層層層間間隔隔震震住住宅宅樓樓面面積積22.27萬(wàn)平方方米米二層層平平臺(tái)臺(tái)隔震震層層大平平臺(tái)臺(tái)：：水水平平地地震震作作用用降降為為62％抗震震安安全全性性得得到到改改善善平臺(tái)臺(tái)住住宅宅區(qū)區(qū)工程程應(yīng)應(yīng)用用房屋屋(平臺(tái)臺(tái)上上)：水水平平地地震震作作25高層層26高層層建建筑筑中中間間層層隔隔震震效效果果房屋屋承承載載力力包包絡(luò)絡(luò)線線隔震前隔震后適用范圍隔震層的位置

橡膠支座的分類

隔震設(shè)計(jì)的原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一般步驟橡膠隔震支座的選型與檢測(cè)

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法目錄錄2728隔震支座國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（2006）IsolationRubbe

ISO22762-1Testingmethod

ISO22762-2Isolators

forbridges

ISO22762-3Isolators

forbuildings編制：日本，美國(guó)，中國(guó)主編（2001-2005)29隔震支座國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（2007）《建筑隔震橡膠膠支座》2000，建設(shè)部產(chǎn)品品標(biāo)準(zhǔn)JG118-2000《建筑與橋梁橡橡膠隔震支支座》2007國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20688-2007第一部分隔隔震橡膠支座座試驗(yàn)方法法第一部分橋第一部分建筑隔震橡膠支座隔震支座分類彈性滑板支座座橡膠支座單獨(dú)使用或復(fù)合隔震應(yīng)用最廣、最最成熟30橡膠支座分類按材料分類橡膠隔震支座座(RB)：豎向支持能能力，水平恢恢復(fù)能力鉛芯橡膠隔震震支座(LRB)：具有豎向支支持能力，水水平恢復(fù)能力力及阻尼，可可單獨(dú)使用。。高阻尼橡膠隔隔震支座(HRB)：具有豎向支支持能力，水水平恢復(fù)能力力及阻尼，但但阻尼力略不不足，和其它它阻尼器配合合使用。31橡膠支座的分類II型按構(gòu)造分類III型I型I型32橡膠支座的分類按極限性能分分類類別支座極限剪應(yīng)變A≥350%B[300%-350%)C[250%-300%)D[200%-250%)E[150%-200%)F<150%33橡膠支座的分類按剪切性能的的允許偏差分分類類別單個(gè)試件測(cè)試值一批試件平均測(cè)試值S-A±15%±10%S-B±25%±20%3435中國(guó)已能提供供“質(zhì)量高，價(jià)直徑:4型號(hào):有鉛（大阻尼）無(wú)鉛（小阻尼）

性能:中柔性（中等剛度）高柔性（低剛度）

滿足需要，出口日本，俄羅斯等隔震概述適用范圍隔震層的位置置隔震設(shè)計(jì)的原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一般步驟橡膠隔震支座的選型與檢測(cè)

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法目錄錄36隔震設(shè)計(jì)的原則及要求1）設(shè)防目標(biāo)一般般應(yīng)高于非隔隔震建筑：通過(guò)合理設(shè)計(jì)，設(shè)防目標(biāo)可達(dá)到“小震不壞、中震不壞或輕微破壞，大震不喪失使用功能或可修”，甚至超過(guò)此目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)基于性態(tài)的設(shè)計(jì)思想。2）體型不規(guī)則時(shí),應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)發(fā)生在隔震層)：

應(yīng)控制隔震器的布置，盡量使隔震后的剛心與結(jié)構(gòu)的質(zhì)心重合，偏心率控制在3％以下，確保隔震層的變形能力。3）適用于高寬比小于4的建筑：對(duì)高層或高寬比較大的建筑采用隔震技術(shù)時(shí)，應(yīng)考慮地震荷載作用來(lái)驗(yàn)算隔震支座的拉應(yīng)力，控制拉應(yīng)力在1Mpa以內(nèi)，同時(shí)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止上部結(jié)構(gòu)與隔震層之間的提離。37隔震設(shè)計(jì)的原則及要求4）場(chǎng)地類別一般般為I,II,Ⅲ。5）應(yīng)對(duì)非地震震的水平荷載載（如風(fēng)荷載載）加以限制制：非地震作用的的水平荷載不不超過(guò)結(jié)構(gòu)總總重力的10％，保證隔震震建筑的舒適適性。6）穿過(guò)隔震層層的設(shè)備配管和電器、通信信系統(tǒng)的配線，應(yīng)采用柔性連接等適應(yīng)隔震層層罕遇地震水水平位移的措措施。7)采用鋼筋或鋼鋼架接地的38隔震概述適用范圍隔震層的位置置橡膠支座的分分類隔震設(shè)計(jì)的原原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一一般步驟橡膠隔震支座座的選型與檢檢測(cè)隔震結(jié)構(gòu)抗震震計(jì)算分析隔震結(jié)構(gòu)分部部設(shè)計(jì)方法目錄錄39隔震設(shè)計(jì)的一般步驟隔震支座的選型和布置結(jié)構(gòu)體系計(jì)算,對(duì)比水平向減震系數(shù)計(jì)算罕遇地震下隔震層位移驗(yàn)算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造措施分部設(shè)計(jì)法40隔震概述適用范圍隔震層的位置置橡膠支座的分分類隔震設(shè)計(jì)的原原則及要求隔震設(shè)計(jì)的一一般步驟橡膠隔震支座座的選型與檢檢測(cè)隔震結(jié)構(gòu)抗震震計(jì)算分析隔震結(jié)構(gòu)分部部設(shè)計(jì)方法目錄錄41橡膠隔震支座的選型橡膠隔震支座座平均壓應(yīng)力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形狀系數(shù)當(dāng)?shù)诙螤钕迪禂?shù)S2小于5.0時(shí)42橡膠隔震支座的選型隔震支支座在在表12.2.3所列壓壓力下下的極橡膠支座在罕遇地震的水平和豎向地震同時(shí)作用下，拉應(yīng)力不應(yīng)大于1MPa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5%倍且小于10.0mm4344廢除:

“隔震墻下隔震支座的間距不宜大于2.0m”理由:

1.不利于大直徑隔震支座的應(yīng)用，與提高穩(wěn)定

性要求不符2.原條文會(huì)導(dǎo)致隔震后結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大，影響隔

震效果3.國(guó)內(nèi)外隔震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)橡膠隔震支座的選型橡膠隔震支座的檢測(cè)型式檢檢驗(yàn)和和出廠廠檢驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)由由第三方方完成采用隨機(jī)抽抽樣方式確確定檢檢測(cè)試試件。。若有有一件件抽樣樣的一一項(xiàng)性性能不不合格格，則則該次次抽樣樣檢驗(yàn)對(duì)一般建筑，每種規(guī)格的產(chǎn)品抽樣數(shù)量應(yīng)不少于總數(shù)的20%；若有不合格，應(yīng)重新抽取總數(shù)的50%，若仍有不合格，則應(yīng)100%檢測(cè)一般情況下，每項(xiàng)工程抽樣總數(shù)不少于20件，每種規(guī)格的產(chǎn)品抽樣數(shù)量不少于4件45根據(jù)國(guó)標(biāo)《《建筑筑隔震震橡膠膠支座座》GB20688.3-2006，應(yīng)對(duì)對(duì)工程程中所所用的的各種種類型型和規(guī)規(guī)格的的原型型部件件進(jìn)行行抽樣隔震概概述適用范范圍隔震層層的位位置橡膠支支座的的分類類隔震設(shè)設(shè)計(jì)的的原則則及要要求隔震設(shè)設(shè)計(jì)的橡膠隔震支座的選型

隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析

隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法

目錄錄46隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模模型輸入地震波的選擇計(jì)算結(jié)果處理計(jì)算分析的主要內(nèi)容47對(duì)變形形特征征為剪剪切型型的結(jié)結(jié)構(gòu)可可采用當(dāng)隔震層以上結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與隔震層剛度中心不重合時(shí)，應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響；隔震層頂部的梁板結(jié)構(gòu)，應(yīng)作為其上部結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)48線彈性性剛度度陣滯變剛剛度陣陣Z（t)為表征征結(jié)構(gòu)構(gòu)非線線性的的滯變變層間間位移移列向向量隔震體體系運(yùn)運(yùn)動(dòng)方方程49雙線性性恢復(fù)復(fù)力模模型隔震支支座力力學(xué)模模型(a)天然橡橡膠支支座(b)鉛芯阻阻尼器器(c)隔震層層50Bouc-Wen模型隔震支支座力力學(xué)模模型(a)模型分分解示示意圖圖(b)力與位位移骨骨架曲曲線51隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模模型輸入地地震波計(jì)算結(jié)果處理計(jì)算分析的主要內(nèi)容52應(yīng)按建建筑場(chǎng)場(chǎng)地類類別和和設(shè)計(jì)計(jì)地震震分組組選用實(shí)際強(qiáng)震記錄的數(shù)量不應(yīng)少于總數(shù)的2/3，多組時(shí)程波的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)主要振型的周期點(diǎn)上相差不大于20%。當(dāng)處于發(fā)震斷層10km以內(nèi)時(shí)，輸入地震波還應(yīng)考慮近場(chǎng)影響系數(shù)：5km以內(nèi)宜取1.5，5km以外可取不小于1.25。53隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模模型輸入地地震波波的選選擇計(jì)算結(jié)結(jié)果處處理計(jì)算分分析的的主要要內(nèi)容容54宜取多多條地地震波波的包

當(dāng)取三組時(shí)程曲線時(shí)，計(jì)算結(jié)果宜取時(shí)程法的包絡(luò)值；

當(dāng)取七組及七組以上的時(shí)程曲線時(shí)，計(jì)算結(jié)果可取時(shí)程法的平均值。55隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算模模型輸入地地震波波的選選擇計(jì)算結(jié)結(jié)果處處理計(jì)算分析的主要內(nèi)容56計(jì)算分分析的的主要要內(nèi)容容——水平水平向向減震震系數(shù)數(shù)：多層建建筑：：按彈性性計(jì)算算所得得的隔隔震與與非隔隔震各層層層間剪剪力的的最大大比值值。高層建建筑：：隔震與與非隔隔震各層傾傾覆力力矩的的最大大比值要點(diǎn)：：按設(shè)計(jì)基基本地地震加加速度度（中中震））輸入進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算57位移驗(yàn)驗(yàn)算大震下隔震層水平位移應(yīng)小于0.55D

及3Tr拉應(yīng)力校核：大震下隔震支座不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力，拉應(yīng)力不應(yīng)大于1MPa

計(jì)算分分析的的主要要內(nèi)容容——大震驗(yàn)驗(yàn)算5859橡膠支支座受受拉試試驗(yàn)(廣州大大學(xué)工工程程抗震震研究究中心心)Tensilebreakingσu≧5MpaTensileyieldingσy≧2.5MPa隔震概概述適用范圍圍隔震層的的位置橡膠支座座的分類類隔震設(shè)計(jì)計(jì)的原則則及要求求隔震設(shè)計(jì)計(jì)的一般般步驟橡膠隔震震支座的的選型隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震計(jì)計(jì)算分析析隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)分部設(shè)設(shè)計(jì)方法法目錄錄60隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)－－水平地震震作用水平向減減震系數(shù)數(shù)隔震后的的水平地地震影響響系數(shù)最最大值非隔震的的水平地地震影響響系數(shù)最最大值調(diào)整系數(shù)數(shù)：一般般橡膠支支座，取0.80；支座剪剪切性能能偏差為為S-A類，取0.85；隔震裝裝置帶有有阻尼器器時(shí)，相相應(yīng)減少0.05。隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法61隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)－－水平地震震作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法62新的改動(dòng)動(dòng)：隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)的水平地震震作用沿高度矩形分布布改為按重力荷荷載代表表值分布布理由：更能反映映隔震結(jié)結(jié)構(gòu)的所所受地震震作用的的實(shí)際情情況隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)－－水平地震震作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法63隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)－－豎向地震震作用9度時(shí)和8度且水平平向減震震系數(shù)不不大于0.3時(shí)，隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行行豎向地地震作用用的計(jì)算算。豎向地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值:8度（0.2g)、8度（0.3g)和9度時(shí)分別別不應(yīng)小小于隔震震層以上上結(jié)構(gòu)總總重力荷荷載代表表值的20%、30％和40%。隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法64隔震層上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)－－抗