隔震和消能減震設(shè)計(jì)

第12章隔震和消能減震設(shè)計(jì)2010年10月27日1隔震概述

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23隔震結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)自振周期地震中以柔克剛

結(jié)構(gòu)反應(yīng)230%→40%4隔震結(jié)構(gòu)能量平衡地震中表現(xiàn)

隔震支座固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)非線性,

變形分散

結(jié)構(gòu)彈性

結(jié)構(gòu)無(wú)變形

橡膠支座非線性

結(jié)構(gòu)變形集中隔震技術(shù)在各國(guó)的應(yīng)用5隔震概述

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6適用范圍原“隔震和消能…主要應(yīng)用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設(shè)防烈度為8、9度的建筑”新“…可用于對(duì)抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT要求的建筑”理由:原文引起歧義◆地震烈度不確定性◆僅適用特殊要求和高烈度◆欠考慮性能設(shè)計(jì)（）7適用范圍新的改動(dòng)：取消對(duì)隔震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型限制廢除“結(jié)構(gòu)基本周期小于1.0s”,改為“結(jié)構(gòu)高寬比宜小于4

”理由1.高寬比較周期更能反映結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)2.國(guó)內(nèi)外大量隔震建筑周期大于1s。3.國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)8適用范圍按使用功能，隔震結(jié)構(gòu)可用于：

◆安全性要求較高的建筑:重要建筑,學(xué)校,銀行,保險(xiǎn),

首腦機(jī)關(guān),高檔住宅,安居工程

◆使用功能不能中斷的建筑:醫(yī)院,通訊,警察,消防,電力,

應(yīng)急指揮中心,以及放置貴重設(shè)備、物品的房屋

◆有珍貴物品的建筑或珍貴建筑:博物館,檔案館,文物館,

歷史建筑,紀(jì)念性建筑

◆已有建筑物的隔震加固。按場(chǎng)地類別，隔震結(jié)構(gòu)可用于：

◆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地

◆當(dāng)在Ⅳ類場(chǎng)地建造隔震房屋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門研究和專門研究和審查9隔震概述

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10隔震層位置（1）基底隔震（有地下室）（2）首層隔震（無(wú)地下室）（3）層間隔震（豎向不規(guī)則）2001版規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范新規(guī)范（隔震層設(shè)置在下部，對(duì)中上部需專門研究）12結(jié)構(gòu)隔震層的位置下沉型抬高型6種隔震方案3向地震輸入近100個(gè)試驗(yàn)工況層間隔震技術(shù)試驗(yàn)研究(廣州大學(xué)抗震中心)13層間隔震：地震反應(yīng)降至1/2～1/6,抗震安全性提高2～6倍試驗(yàn)研究:震動(dòng)臺(tái)14基礎(chǔ)隔震我國(guó)第一棟橡膠隔震房屋(8層住宅）汕頭聯(lián)合國(guó)項(xiàng)目1989-199315基礎(chǔ)隔震

太原市圖書擋案館隔震樓(6層)1998

隔震支座

基底隔震

16基礎(chǔ)隔震

新疆烏魯木齊石化廠區(qū)隔震住宅樓群

（38棟，13萬(wàn)m2）2000年,

當(dāng)年世界面積最大隔震住宅群

(基礎(chǔ)隔震)1711stories

（3storiesunderground）reinforcedconcreteframesandshearwallsBase-isolatedbuildingACentralGovernment

(7Ministries)OfficeBuilding基礎(chǔ)隔震

北京中央7個(gè)部委聯(lián)合辦公大樓2004

（隔震大樓）

昆明新機(jī)場(chǎng)隔震航站樓(北京市設(shè)計(jì)院)

KunminIsolationNewAirport(2007-2010)

18FloorArea:500,000M2(DesignbyBeijingArchitecturalDesignInstitute)

基礎(chǔ)隔震:昆明新機(jī)場(chǎng)隔震航站樓

BaseIsolationKunminIsolationNewAirport(2007-2012)

19BaseIsolationRubberBearings：

隔震支座1892RB

（∮1000）油阻尼器OilDampers：

108OD

（D=±600mm,F=150T）20層間三隔震:首層三頂三隔震首層三隔震三廣三東澄三海三政府三干部三住宅三樓（7層）Ho三us三es三b三ui三ld三in三gs三i三n三so三ut三he三rn三C三hi三na首層三隔震21層間三隔震:首層三頂三隔震首層三隔震廣州三市地三震監(jiān)三測(cè)指三揮中三心20三00年首層三隔震22層間三隔震:首層三頂三隔震汕頭三博物三館19三96年Mu三se三um三i三n三Sh三an三to三u三Ci三ty三,三so三ut三he三rn三C三hi三na首層三隔震高層三建筑三首三層頂三隔三震23隔震三層層間三隔震三技術(shù)三大三底盤三多三塔樓地鐵地面三交通三樞紐三中心平臺(tái)三住宅三區(qū)——北京三通惠三家園24整個(gè)三二層三平臺(tái)三長(zhǎng)13三00三m寬25三0m難以三采用三基礎(chǔ)三隔震平臺(tái)三上建17棟9層層三間隔三震住三宅樓三面積22三.2三7萬(wàn)平方三米二層三平臺(tái)隔三震三層大平三臺(tái)：三水平三地震三作用三降為62％抗震三安全三性得三到改三善平臺(tái)三住宅三區(qū)工程三應(yīng)用房屋(平臺(tái)三上)：水三平地三震作三用降三為23％提高三安全三性4倍25高層三建筑中間三層三隔震（16層舊三房屋三加固三）26高層三建筑三中三間層三隔三震三效果房屋三承載三力三包絡(luò)三線隔震三前隔震三后隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型與三檢測(cè)隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄2728隔震三支座國(guó)際三標(biāo)準(zhǔn)（20三06）Is三ol三at三io三n三Ru三bb三er三B三ea三ri三ng橡膠三隔震三支座IS三O三22三76三2-三1三T三es三ti三ng三m三et三ho三dIS三O三22三76三2-三2三I三so三la三to三rsfo三r三br三id三ge三sIS三O三22三76三2-三3三I三so三la三to三rsfo三r三bu三il三di三ng三s編制三：日三本，三美國(guó)三，中國(guó)主編三（20三01三-2三00三5)29隔震三支座國(guó)家三標(biāo)準(zhǔn)（20三07）《建筑三隔震三橡膠三支座》20三00，建三設(shè)部三產(chǎn)品三標(biāo)準(zhǔn)JG三1三18三-2三00三0《建筑三與橋三梁三橡膠三隔震三支座》20三07國(guó)家三標(biāo)準(zhǔn)GB三/T三2三06三88三-2三00三7第一三部分三隔三震橡三膠支三座三試驗(yàn)三方法第一三部分三橋三梁三隔震三橡膠三支座第一三部分三建三筑三隔震三橡膠三支座隔震支座分類彈性三滑板三支座橡膠三支座單獨(dú)三使用三或復(fù)合三隔震應(yīng)用三最廣三、最三成熟30橡膠支座分類按材三料分三類橡膠三隔震三支座(R三B)：豎三向支三持能三力，三水平三恢復(fù)三能力鉛芯三橡膠三隔震三支座(L三RB三)：具三有豎三向支三持能三力，三水平三恢復(fù)三能力三及阻三尼，三可單三獨(dú)使三用。高阻三尼橡三膠隔三震支三座(H三RB三)：具三有豎三向支三持能三力，三水平三恢復(fù)三能力三及阻三尼，三但阻三尼力三略不三足，三和其三它阻三尼器三配合三使用三。31橡膠支座的分類II型按構(gòu)三造分三類II三I型I型I型32橡膠支座的分類按極三限性三能分三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三切性三能的三允許三偏差三分類類別單個(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)三已能三提供“質(zhì)量三高，三價(jià)格三適當(dāng)”的產(chǎn)三品系三列直徑:三400三-13三00型號(hào):有鉛三（大三阻尼三）無(wú)鉛三（小三阻尼三）性能:中柔三性（三中等三剛度三）高柔三性（三低剛?cè)龋M足三需要三，出口三日本三，俄三羅斯等隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型與三檢測(cè)隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄36隔震設(shè)計(jì)的原則及要求1）設(shè)防三目標(biāo)三一般三應(yīng)高三于非三隔震三建筑三：通過(guò)三合理三設(shè)計(jì)三，設(shè)三防目三標(biāo)可三達(dá)到“小震三不壞三、中三震不三壞或三輕微三破壞三，大三震不三喪失三使用三功能三或可三修”，甚三至超三過(guò)此三目標(biāo)三，實(shí)現(xiàn)三基于三性態(tài)三的設(shè)三計(jì)思三想。2）體三型不規(guī)三則時(shí),應(yīng)考三慮扭三轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)三發(fā)生三在隔三震層)：應(yīng)控三制隔三震器三的布三置，三盡量三使隔三震后三的剛?cè)呐c三結(jié)構(gòu)三的質(zhì)三心重三合，偏心三率控制三在3％以下三，確三保隔三震層三的變?nèi)文苋Α?）適三用于三高寬三比小三于4的建三筑：對(duì)高三層或三高寬三比較三大的三建筑三采用三隔震三技術(shù)三時(shí)，三應(yīng)考三慮地三震荷三載作三用來(lái)三驗(yàn)算三隔震三支座三的拉三應(yīng)力三，控制三拉應(yīng)三力在1M三pa以內(nèi)三，同三時(shí)驗(yàn)三算結(jié)三構(gòu)的三抗傾三覆能三力，三保證三結(jié)構(gòu)三的穩(wěn)三定性三，防三止上三部結(jié)三構(gòu)與三隔震三層之三間的三提離三。37隔震設(shè)計(jì)的原則及要求4）場(chǎng)地三類別三一般三為I,三I三I,三Ⅲ。5）應(yīng)三對(duì)非三地震三的水三平荷三載（三如風(fēng)三荷載三）加三以限三制：非地三震作三用的三水平三荷載三不超三過(guò)結(jié)三構(gòu)總?cè)亓θ?0％，三保證三隔震三建筑三的舒三適性三。6）穿三過(guò)隔三震層三的設(shè)備三配管和電三器、三通信三系統(tǒng)三的配線，應(yīng)三采用柔性三連接等適三應(yīng)隔三震層三罕遇三地震三水平三位移三的措三施。7)采用三鋼筋三或鋼三架接三地的避雷三設(shè)備，應(yīng)三設(shè)置三跨越三隔震三層的接地三配線。38隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型與三檢測(cè)隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄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隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型與三檢測(cè)隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄41橡膠隔震支座的選型橡膠三隔震三支座三平均三壓應(yīng)三力限三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形狀三系數(shù)當(dāng)?shù)谌稳隣钕等龜?shù)S2小于5.三0時(shí)應(yīng)降三低平三均壓三應(yīng)力三限值：小三于5不小三于4時(shí)降三低20三%，小三于4不小三于3時(shí)降三低40三%。42橡膠隔震支座的選型隔震三支座三在表三所列三壓力三下的三極限三水平三變位三；應(yīng)三大于三有效三直徑三的0.三55倍和支三座橡三膠總厚三度3倍二者三的較三大值橡膠三支座三在罕三遇地三震的三水平三和豎三向地三震同三時(shí)作三用下三，拉應(yīng)三力不應(yīng)三大于1M三Pa經(jīng)歷三相應(yīng)三設(shè)計(jì)三基準(zhǔn)三期的三耐久三試驗(yàn)三后，三剛度三、阻三尼特三性變?nèi)蝗^(guò)三初期三值的±2三0%；徐變?nèi)坎怀^(guò)支三座橡三膠總?cè)穸热?%倍且三小于10三.0三mm4344廢除:（）“隔震三墻下隔震三支座三的間三距不宜三大于2.三0m”理由:1.不利三于大直三徑隔三震支三座的應(yīng)三用，三與提高三穩(wěn)定性要三求不三符2.原條三文會(huì)三導(dǎo)致三隔震三后結(jié)三構(gòu)剛度三過(guò)大，影三響隔震效三果3.國(guó)內(nèi)三外隔三震設(shè)三計(jì)經(jīng)三驗(yàn)橡膠隔震支座的選型橡膠隔震支座的檢測(cè)型式三檢驗(yàn)三和出三廠檢三驗(yàn)應(yīng)三由第三三方完成采用隨機(jī)三抽樣方式三確定三檢測(cè)三試件三。若三有一三件抽三樣的三一項(xiàng)三性能三不合三格，三則該三次抽三樣檢三驗(yàn)不三合格對(duì)一三般建三筑，三每種三規(guī)格三的產(chǎn)三品抽三樣數(shù)三量應(yīng)三不少三于總?cè)龜?shù)的20三%；若三有不三合格三，應(yīng)三重新三抽取三總數(shù)三的50三%，若三仍有三不合三格，三則應(yīng)10三0%檢測(cè)一般三情況三下，三每項(xiàng)三工程三抽樣三總數(shù)三不少三于20件，每三種規(guī)三格的三產(chǎn)品三抽樣三數(shù)量三不少三于4件45根據(jù)國(guó)標(biāo)三《建三筑隔三震橡三膠支三座》GB三20三68三8.三3-三20三06，應(yīng)三對(duì)工三程中三所用三的各三種類三型和三規(guī)格三的原三型部三件進(jìn)三行抽樣三檢驗(yàn)隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄46隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算三模型輸入三地震三波的三選擇計(jì)算三結(jié)果三處理計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容47對(duì)變?nèi)翁厝鳛槿羟腥偷娜Y(jié)構(gòu)三可采三用剪切三模型；當(dāng)隔三震層三以上三結(jié)構(gòu)三的質(zhì)三心與三隔震三層剛?cè)戎腥牟蝗睾先龝r(shí)，三應(yīng)計(jì)三入扭轉(zhuǎn)三效應(yīng)的影三響；隔震三層頂三部的梁板三結(jié)構(gòu)，應(yīng)三作為三其上三部結(jié)三構(gòu)的三一部三分進(jìn)三行計(jì)三算和三設(shè)計(jì)48線彈三性剛?cè)汝嚋內(nèi)齽偠热嘮（t)為表三征結(jié)三構(gòu)非三線性三的滯三變層三間位三移列三向量隔震三體系三運(yùn)動(dòng)三方程49雙線三性恢三復(fù)力三模型隔震三支座三力學(xué)三模型(a三)天然三橡膠三支座(b三)鉛芯三阻尼三器(c三)隔震三層50Bo三uc三-W三en模型隔震三支座三力學(xué)三模型(a三)模型三分解三示意三圖(b三)力與三位移三骨架三曲線51隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算三模型輸入三地震三波的三選擇計(jì)算三結(jié)果三處理計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容52應(yīng)按三建筑三場(chǎng)地三類別三和設(shè)三計(jì)地三震分三組選三用實(shí)際三強(qiáng)震三記錄和人工三模擬的加三速度三時(shí)程三曲線三；實(shí)際三強(qiáng)震三記錄的數(shù)三量不三應(yīng)少三于總?cè)龜?shù)的2/三3，多三組時(shí)三程波三的平三均地三震影三響系三數(shù)曲三線與三振型三分解三反應(yīng)三譜法三所用三的地三震影三響系三數(shù)曲三線相三比，三在對(duì)三應(yīng)于三結(jié)構(gòu)三主要三振型三的周三期點(diǎn)三上相三差不大于20三%。當(dāng)處三于發(fā)震三斷層10三km以內(nèi)時(shí)，三輸入三地震三波還三應(yīng)考三慮近三場(chǎng)影三響系三數(shù)：5k三m以內(nèi)三宜取1.三5，5k三m以外三可取三不小三于1.三25。53隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算三模型輸入三地震三波的三選擇計(jì)算三結(jié)果三處理計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容54宜取三多條三地震三波的三包絡(luò)三值。三具體三可為三：當(dāng)取三組時(shí)程三曲線三時(shí)，三計(jì)算三結(jié)果三宜取三時(shí)程三法的包絡(luò)三值；當(dāng)取七組三及七三組以三上的時(shí)三程曲三線時(shí)三，計(jì)三算結(jié)三果可三取時(shí)三程法三的平均三值。55隔震結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析計(jì)算三模型輸入三地震三波的三選擇計(jì)算三結(jié)果三處理計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容56計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容——水平三向減三震系三數(shù)水平三向減三震系三數(shù)：多層三建筑三：按彈三性計(jì)三算所三得的三隔震三與非三隔震各層三層間三剪力三的最三大比三值。高層三建筑三：隔震三與非三隔震各層三傾覆三力矩三的最三大比三值與層三間剪三力的三最大三比值三，取三二者三的較大三值；要點(diǎn)三：按設(shè)計(jì)三基本三地震三加速三度（三中震三）輸入三進(jìn)行三計(jì)算采用三水平三剪切三應(yīng)變?nèi)秊?0三0%時(shí)的性三能參三數(shù)進(jìn)三行計(jì)三算57位移三驗(yàn)算三：大震三下隔三震層水平三位移應(yīng)小三于0.三55三D及3Tr拉應(yīng)三力校三核：大震三下隔三震支三座不三宜出三現(xiàn)拉應(yīng)三力，拉三應(yīng)力三不應(yīng)三大于1M三Pa計(jì)算三分析三的主三要內(nèi)三容——大震三驗(yàn)算5859橡膠三支座三受拉三試驗(yàn)(廣州三大學(xué)三工三程抗三震研三究中三心)Te三ns三il三ebr三ea三ki三ngσu≧5三Mp三aTe三ns三il三eyi三el三di三ngσy≧2.三5三MP三a隔震三概述適用三范圍隔震三層的三位置橡膠三支座三的分三類隔震三設(shè)計(jì)三的原三則及三要求隔震三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟橡膠三隔震三支座三的選三型隔震三結(jié)構(gòu)三抗震三計(jì)算三分析隔震三結(jié)構(gòu)三分部三設(shè)計(jì)三方法目三錄60隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)－水平三地震三作用水平三向減三震系三數(shù)隔震三后的三水平三地震三影響三系數(shù)三最大三值非隔三震的三水平三地震三影響三系數(shù)三最大三值調(diào)整三系數(shù)三：一三般橡三膠支三座，取0.三80；支三座剪三切性三能偏三差為S-三A類，三取0.三85；隔三震裝三置帶三有阻三尼器三時(shí)，三相應(yīng)減少0.三05。隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法61隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)－水平三地震三作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法62新的三改動(dòng)三：隔震三結(jié)構(gòu)三的水平三地震三作用沿高三度矩形三分布改為按重三力荷三載代三表值三分布理由三：更能三反映三隔震三結(jié)構(gòu)三的所三受地三震作三用的三實(shí)際三情況隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)－水平三地震三作用隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法63隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)－豎向三地震三作用9度時(shí)三和8度且三水平三向減三震系三數(shù)不三大于0.三3時(shí)，隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)應(yīng)三進(jìn)行三豎向三地震三作用三的計(jì)三算。豎向三地震三作用三標(biāo)準(zhǔn)三值:8度（0.三2g三)、8度（0.三3g三)和9度時(shí)三分別三不應(yīng)三小于三隔震三層以三上結(jié)三構(gòu)總?cè)亓θ奢d三代表三值的20三%、30％和40三%。隔震結(jié)構(gòu)分部設(shè)計(jì)方法64隔震三層上三部結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)－抗震三措施隔震三