隔震設(shè)計教學(xué)

隔震建筑設(shè)計與施工薛彥濤研究員中國建筑科學(xué)研究院Tel震中大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)倒塌汶川、玉樹、蘆山地震提出的問題1

我國的抗震規(guī)范是否經(jīng)得起考驗？2

我國的抗震設(shè)防烈度的劃分是否正確？3

建筑抗震的出路在哪里？變被動抗震為主動抗震才是今后建筑抗震的出路!隔消疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程建筑抗震設(shè)計規(guī)范建筑隔震橡膠支座建筑隔震施工驗收規(guī)范圖集《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》（03SG610-1）內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列隔震建筑動畫模擬地震基礎(chǔ)地震波建筑物建筑隔震示意圖隔震溝阻尼器隔震裝置隔震建筑隔震建筑就是在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震裝置（或系統(tǒng)），形成隔震層，以達(dá)到阻隔地震時地面振動向上部結(jié)構(gòu)傳遞地震力（或振動能量），降低結(jié)構(gòu)在地震下的振動反應(yīng)的目的。ELcentro位移譜ELcentro加速度反應(yīng)譜隔震動力學(xué)原理小結(jié)什么是隔震建筑?在建筑與基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震裝置,阻隔地震波向建筑物傳遞。建筑隔震的動力原理延長結(jié)構(gòu)原期，降低地震力。內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列南加州大學(xué)醫(yī)院南加州大學(xué)醫(yī)院（隔震結(jié)構(gòu)），8層。南加州大學(xué)醫(yī)院地震記錄基礎(chǔ)加速度為

0.49g，而頂層加速度只有0.21g。南加州大學(xué)醫(yī)院醫(yī)院(隔震)Olive

View醫(yī)院(不隔震)日本W(wǎng)EST大廈（隔震結(jié)構(gòu)），8層。地震觀測位置方向東西南北上下6層103753771層10657193基礎(chǔ)300263213日本22層隔震建筑蘆山地震－蘆山蘆山縣醫(yī)院甘肅隴南的一幢居民住宅磚混隔震建筑，磚混結(jié)構(gòu)，6層隔震與非隔震結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)對比隔震建筑室內(nèi)家具完好

非隔震建筑室內(nèi)家具翻倒小結(jié)隔震建筑在地震中的表現(xiàn)完美。隔震不僅能夠保證結(jié)構(gòu)不破壞，還保護(hù)室內(nèi)家具和設(shè)備。內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列隔震支座支撐建筑物較小的水平剛度自復(fù)位消能器（阻尼器）耗散地震能量抑制位移。常用隔震支座橡膠隔震支座滑板隔震座摩擦擺橡膠隔震支座是由多層橡膠和多層鋼板或其他材料交替疊置結(jié)合而成的隔震裝置，又稱疊層橡膠隔震支座，目前常用的橡膠隔震支座有兩種：普通橡膠支座鉛芯橡膠支座。普通疊層橡膠支座鉛芯疊層橡膠支座兩種安裝方法安裝方法1安裝方法2安裝方法1安裝方法2橡膠隔震支座的耐久性1889年在澳大利亞墨爾本市的一座鐵路高架橋上安裝了天然橡膠墊，這座高架橋至今仍在使用中。研究人員從使用了100多年的天然橡膠墊上切下一塊橡膠試樣進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)雖然橡膠中沒有加抗氧化劑，但

在表面1.5mm產(chǎn)生老化，以下的橡膠性能未發(fā)生任何改變。這說明在一般情況下，橡膠的天然老化限制在表而區(qū)域。1962建成的英國倫敦至肯特的M2高速公路橋上，使用了疊層橡膠支座，1982年移出兩個進(jìn)行了壓縮和剪切剛度試驗，并切開一個橡膠支座研究橡膠性能，結(jié)論是，支座的壓縮及剪切剛度沒有明顯變化，表面無任何開裂及老化征兆。1966年建成的倫敦奧爾班6層隔震公寓，采用了疊層橡膠支座。之后每8年進(jìn)行一次觀測，從外觀上未發(fā)現(xiàn)老化現(xiàn)象，硬度也無變化。日本進(jìn)行的耐久性研究Takenaka

Corporation平面2007年的溫度記錄取出隔震支座1.壓縮除變Cr

0.402Y

0.5682.豎向剛度3.水平剛度4.剪切性能《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：疊層橡膠支座應(yīng)具有不小于60年的設(shè)計工作壽命。老化性能是指支座在常溫下的各項力學(xué)性能如：豎向剛度、水平剛度、等效粘滯阻尼比和水平極限變形能力等保持穩(wěn)定。要求變化率不超過20%，且外觀無龜裂。

目前老化性能測試采用加熱加速試驗預(yù)測。橡膠隔震支座技術(shù)參數(shù)形狀系數(shù)（第一形狀系數(shù)，第二形狀系數(shù)）豎向剛度豎向極限壓應(yīng)力豎向極限拉應(yīng)力水平變形水平剛度屈服后剛度等效阻尼比形狀系數(shù)第一形狀系數(shù)保證豎向承載力穩(wěn)定性控制每層橡膠的厚度的形狀系數(shù)稱為第一形狀系數(shù)，用S1表示，定義如下：規(guī)范規(guī)定：為了保橡膠隔震在豎向荷載作用下的承載力要求第一形狀系數(shù)S1

≥

15。N剪/

切彈性模量0.392N/第二形狀系數(shù)地震作用下，橡膠支座會發(fā)生較大的水平變形，這就要求處于大變形的橡膠支座在高壓應(yīng)力下不致失去自身的穩(wěn)定性，為了控制橡膠支座的穩(wěn)定性，引入第二形狀系數(shù)S2，S2定義如下：規(guī)范規(guī)定：第二形狀系數(shù)

S2≥

5。如果第二形狀系數(shù)不能滿足上述要求時，壓應(yīng)力設(shè)計值應(yīng)適當(dāng)降低。當(dāng)5＞S2≥4時，降低20%；當(dāng)4＞S2≥3時，降低40%。N剪/

切彈性模量0.392N/豎向剛度1 2

P1

P2KvN剪/

切彈性模量0.392N/水平變形橡膠隔震支座的水平變形指支座上下連接板間的相對位移，通常就是隔震層的變形，用隔震支座的剪應(yīng)變表示：

100%trN剪/

切彈性模量0.392N/破壞試驗規(guī)范規(guī)定：橡膠支座在豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計限值下的極限水平變位，應(yīng)大于其有效直徑的0.55倍（0.55d）和橡膠層總厚度3倍兩者的較大值。水平剛度

K

h 2U

U1

Q

Q

普通橡膠隔震支座滯回曲線KpyKsKeq鉛芯橡膠隔震支座滯回曲線U

Q

Q

U

K

gy

gy

py2

1

Q

Q

K

h 2U

U1

Q

Q

屈服后剛度Kpy等效剛度N剪/

切彈性模量0.392N/N剪/

切彈性模量0.392N/豎向極限壓應(yīng)力豎向極限壓應(yīng)力指橡膠支座在無任何水平變形的情況下可承受的最大壓應(yīng)力。規(guī)范規(guī)定：

max≥90

MPa。豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計值規(guī)范規(guī)定：豎向平均壓應(yīng)力設(shè)計值不應(yīng)超過下表中的規(guī)定。建筑類別甲類建筑乙類建筑丙類建筑平均壓應(yīng)力限值（MPa）101215當(dāng)隔震支座外徑小于300mm時，其平均壓應(yīng)力限值對丙類建筑為12MPa。當(dāng)隔震支座外徑小于300mm時，其平均壓應(yīng)力限值對丙類建筑為12MPa。水平位移0.55D時的豎向壓應(yīng)力橡膠支座變形后的受荷面積

通過試驗知，當(dāng)橡膠隔震支座的第一形狀系數(shù)S1≥15，第二形狀系S2≥3，橡膠硬度不小于40時，隔震支座的最小屈服應(yīng)力值=34MPa，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中取30MPa。豎向拉應(yīng)力設(shè)計值限值豎向拉應(yīng)力指支座在軸向拉力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力，要求極限拉應(yīng)力不小于1.5MPa。設(shè)計時應(yīng)盡量避免橡膠隔震支座受拉，如果不能避免，拉應(yīng)力≤1.0MPa。等效粘滯阻尼

2Weqeq2QU2K(U

)

W

WWeqeq2Q

U

2K(U

)

2

W

---

表示滯回環(huán)的面積反映阻尼的參數(shù)是等效阻尼比eqN剪/

切彈性模量0.392N/橡膠隔震支座小結(jié)介紹兩種橡膠隔震支座：有鉛芯和無鉛芯相關(guān)技術(shù)參數(shù)：１）第一形狀系數(shù)：保證豎向承載力穩(wěn)定性２）第二形狀系數(shù)：保證水平承載力穩(wěn)定性３）豎向剛度４）水平剛度：普通橡膠隔震支座只有一個水平剛度；鉛芯支座有等效剛度、初始剛度和屈服后剛度５）豎向極限壓應(yīng)力、水平位移0.55D時的豎向壓應(yīng)力和豎向拉應(yīng)力設(shè)計值限值。６）水平位移的表達(dá)方式和水平向極限位移７）等效阻尼比常用隔震支座橡膠隔震支座滑板隔震座摩擦擺滑板隔震支座平板式摩擦滑移隔震支座構(gòu)造圖平板式摩擦滑移隔震支座實(shí)物平板式摩擦滑移支座的豎向剛度較大，可視為剛性。豎向承載力取決于聚四氟乙烯（PTFE）的抗壓強(qiáng)度，PTFE的極限壓應(yīng)力值可達(dá)68MPa，設(shè)計值一般取45MPa。水平方向，在滑移前水平剛度也很大，設(shè)計時可取剛性假定?；瑒雍?，剛度為零，只提供摩擦力：F

Nsgn(

x)摩擦滑移支座中聚四氟乙烯(PTFE)與不銹鋼板之間動摩擦系數(shù) 的主要影響因素與正壓力、滑移速度、環(huán)境溫度以及潤滑劑的使用有關(guān)。采用國內(nèi)聚四氟乙烯(PTFE)進(jìn)行的的摩擦系數(shù)與壓力的試驗得到的壓力與摩擦系數(shù)的關(guān)系為：

0.0588

0.4268常用隔震支座橡膠隔震支座滑板隔震座摩擦擺摩擦擺隔震支座（類型I）摩擦擺隔震支座構(gòu)造圖摩擦擺隔震支座試驗F

WD

W

sgn()R摩擦擺的側(cè)向剛度K

W/

RW

相當(dāng)于屈服剪力

Qgy摩擦擺水平力摩擦擺隔震支座（類型I

I）消能減震裝置液體粘滯阻尼器鉛棒阻尼器碟形彈簧阻尼器液體粘滯阻尼器粘滯阻尼器剖面粘滯阻尼器原理隔震結(jié)構(gòu)中粘滯阻尼器原理安裝方法粘滯消能器力學(xué)模型粘滯消能器的恢復(fù)力模型可以表示為：F

CD

sgn(

)——消能器的相對速度指數(shù)，一般在0～1之間取值，當(dāng)取值等于1時，消能器為線性粘滯流體消能器；取小于1時，為非線性阻尼器。非線性液體粘滯消能器的滯回曲線鉛棒阻尼器碟形彈簧阻尼器位移型消能器力學(xué)模型位移型消能器的力學(xué)模型為：F

Ks

xF

Fy

Ky

(x

xy

)x

xyx

xy消能器小結(jié)三種消能器及其特點(diǎn)１）液體粘滯阻尼器２）鉛棒阻尼器３）碟形彈簧阻尼器內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列隔震技術(shù)適用條件和應(yīng)用范圍結(jié)構(gòu)高寬比宜小于4；且不應(yīng)大于對非隔震結(jié)構(gòu)高寬比要求。高寬比大于4或非隔震結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行專門研究。建筑建筑場地宜為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類使用功能有特殊要求的建筑如地震時不能中斷使用的指揮機(jī)關(guān)、公安消防部門，地震時不能損壞信息系統(tǒng)和重要設(shè)備的銀行、通訊部門，不能發(fā)生次生災(zāi)害的存放有毒、爆炸物品的建筑、高危試驗室，地震時要求有更大生安全保障的幼兒園、中小學(xué)、醫(yī)院等建筑小結(jié)適用條件高寬比、I、II、III類場地應(yīng)用范圍學(xué)校、醫(yī)院等內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列１.隔震結(jié)構(gòu)高度取同類型結(jié)構(gòu)適用高度隨著隔震技術(shù)的深入研究，隔震大量用于高層建筑，有些甚至是超高層建筑。Osaka

City，結(jié)構(gòu)

高168.5m

，地下1層，地上50

層，高寬比：

4.2

（長邊），

5.7（短邊）。四川成都凱德風(fēng)尚高層住宅區(qū)隔震建筑，小區(qū)總建筑面積600,000m2，由27棟18～20層的高層住宅和2棟低層住宅組成。2.隔震設(shè)計基本內(nèi)容（１）隔震建筑的體型應(yīng)基本規(guī)則，上部建筑重心盡可能與隔震層的剛度中心接近，保證隔震結(jié)構(gòu)地震時不至因太大的扭轉(zhuǎn)而發(fā)生意外的破壞。（２）合理設(shè)置隔震結(jié)構(gòu)的基本周期，避開場地周期和上部結(jié)構(gòu)的周期，有效發(fā)揮隔震技術(shù)的效用。（３）隔震層以上結(jié)構(gòu)按多遇地震進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計和變形驗算。（４）隔震層以下結(jié)構(gòu)(包括地下室)支承隔震支座的豎向構(gòu)件的應(yīng)驗算罕遇地震下抗剪承載力。其它構(gòu)件按小震驗算。（５）隔震層中的隔震支座應(yīng)進(jìn)行豎向承載力的驗算和罕遇地震下水平位移的驗算。必要時，采用消能減震器減小隔震層的位移。（６）隔震建筑地基基礎(chǔ)的抗震驗算仍應(yīng)按小震進(jìn)行。（７）穿過隔震層的設(shè)備配管、配線，應(yīng)采用柔性連接或其他有效措施適應(yīng)隔震層的罕遇地震水平位移。（８）體型復(fù)雜或有特殊要求的結(jié)構(gòu)采用隔震方案時，宜通過模型試驗后確定。小結(jié)適用高度。設(shè)計的８條概念性要求。隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖隔震層位置隔震層在基礎(chǔ)頂（無地下室）隔震層在基礎(chǔ)和地下室之間隔震層設(shè)置在地下室內(nèi)隔震層在地下室與上部結(jié)構(gòu)之間隔震層群房與上部結(jié)構(gòu)之間中間層隔震隔震層位置小結(jié)６種隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖隔震結(jié)構(gòu)計算分部計算法為了將非隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計資源用于隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用分部計算法。所謂分部設(shè)計法，是指將整個隔震結(jié)構(gòu)分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層、下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)等部分，分別進(jìn)行設(shè)計，計算分部進(jìn)行。計算過程隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計計算模型隔震單元地震波選取樓層剪力與傾覆力計算水平減震系數(shù)按非隔震結(jié)構(gòu)計算上部結(jié)構(gòu)水平地震作用計算最小剪重比要求豎向地震作用計算隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計計算模型隔震結(jié)構(gòu)計算模型通常包括隔震層和上部結(jié)構(gòu)，計算軟件提供較強(qiáng)功能時，下部結(jié)構(gòu)也可以一并考慮。由于隔震房屋中隔震層的設(shè)置，隔震層以上的結(jié)構(gòu)要求與隔震層以下的結(jié)構(gòu)完全斷開，因此隔震層頂部需要設(shè)置一層樓板及必要的支撐梁體系，計算隔震結(jié)構(gòu)時，這部分結(jié)構(gòu)也應(yīng)一并計算。非隔震SATWE模型減震系數(shù)隔震ETABS模型隔震單元鉛芯支座普通橡膠支座計算時隔震支座的參數(shù)選擇:水平減震系數(shù)----取剪切變形100%的等效剛度和等效黏滯阻尼比；罕遇地震驗算----宜采用剪切變形250%時的等效剛度和等效黏滯阻尼比，當(dāng)隔震支座直徑較大時可采用剪切變形100%時的等效剛度和等效黏滯阻尼比。時程分析----以實(shí)驗所得滯回曲線作為計算依據(jù)。A

cce

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[g

]地震波選取中震地震波7條波取平均3條波取包絡(luò)0.30.250.20.150.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.30

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29

30Time

[sec]地震波應(yīng)同時滿足隔震和非隔震結(jié)構(gòu)要求計算樓層地震剪力及彎矩X向地震作用下上部傾覆力矩對比（kNm）樓層隔震結(jié)構(gòu)非隔震結(jié)構(gòu)隔震/非隔震RGB1RGB2L0047L0032L0145L0352L0081平均RGB1RGB2L0047L0032L0145L0352L0081平均63559.372995.823383.533353.673367.823407.394732.813542.9217716.2714637.7924027.2312876.2121460.2110441.6518904.6417152.0020.66%510024.928285.329533.2810096.739044.229573.3712644.489886.0548806.7142180.5968222.0933077.2358870.4430469.3453786.2247916.0920.63%418598.2216623.6519091.0520250.7116596.8418100.5922173.8318776.4193193.0582372.98126319.4461599.59103450.1060662.7898568.8389452.3920.99%328771.1627454.1930424.5632680.0126699.6629294.3435175.2630071.31146495.69131543.82192571.5998939.93153246.69100844.84147605.34138749.7021.67%240304.8540416.0242409.6746854.7339020.7342243.1251044.4043184.79202044.71185075.89264634.54148749.61208255.14149291.63196833.71193555.0322.31%161848.4062201.5259912.4671020.7859220.3561961.6276258.3264631.92279344.40262525.32381057.03229763.11285500.64227533.88267888.68276230.4423.40%隔震結(jié)構(gòu)與非隔震結(jié)構(gòu)樓剪力和傾覆力矩比值X向地震作用下上部結(jié)構(gòu)剪力對比（kN）樓層隔震結(jié)構(gòu)非隔震結(jié)構(gòu)隔震/非隔震RGB1RGB2RGB1RGB2L0021L0137L0251平均RGB1RGB2RGB1RGB2L0021L0137L0251平均61218.961146.701158.741148.521153.361166.911620.831230.576067.215522.468228.504409.667349.393575.916474.195946.7620.69%52309.131991.062316.722450.062046.952204.152825.602306.2411417.0310012.3715783.887600.2413360.807275.9212482.4611133.2420.71%43076.262996.983413.493626.422896.993162.973843.583288.1016428.8114566.9720917.1810943.0916653.9811006.8716278.6615256.5121.55%33796.193883.564056.694442.073717.104007.484887.134112.8919117.1717696.2824860.5914822.3819086.9314549.1018516.7118378.4522.38%24614.794637.884315.065087.724408.594625.165667.554765.2520217.5819118.6029630.2818006.0320504.0117418.9020031.1320703.7923.02%15880.785588.134621.006543.375179.705379.106471.545666.2321827.7922019.6135386.3120772.6924908.3420221.5823577.7124102.0023.51%水平向減震系數(shù)水平向減震系數(shù)β：對于多層建筑，為按彈性計算所得的隔震與非隔震各層層間剪力的最大比值。對高層建筑結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)計算隔震與非隔震各層傾覆力矩的最大比值，并與層間剪力的最大比值相比較，取二者的較大值；按非隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層以上結(jié)構(gòu)地震作用計算隔震后水平地震作用計算按非隔震結(jié)構(gòu)計算,水平地震影響系數(shù)最大值可按下式計算：αmax1=βαmax/ψ式中

αmax1

——

隔震后的水平地震影響系數(shù)最大值；αmax——

非隔震的水平地震影響系數(shù)最大值，按本規(guī)范第5.1.4

條采用；β

——

水平向減震系數(shù)；ψ

——

調(diào)整系數(shù)；一般橡膠支座，取0.80；支座剪切性能偏差為S-A

類，取0.85；最小樓層剪重比要求隔震層以上結(jié)構(gòu)的總水平地震作用不得低于非隔震結(jié)構(gòu)在6

度設(shè)防時的總水平地震作用，并應(yīng)進(jìn)行抗震驗算；各樓層的水平地震剪力尚應(yīng)符合本規(guī)范第5.2.5

條對本地區(qū)設(shè)防烈度的最小地震剪力系數(shù)的規(guī)定。（不滿足上述要求時，直接調(diào)整剪力）豎向地震作用計算考慮到橡膠隔震支座對豎向地震的隔震效果較差，豎向地震作用驗算按下面要求進(jìn)行：（1）6～7度可不進(jìn)行豎向地震作用的計算；（2）

9度時和8度且水平向減震系數(shù)不大于0.3

時，隔震層以上的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向地震作用的計算。（3）豎向地震作用取值：8度(0.20g)、8

度(0.30g)和9

度時分別不應(yīng)小于隔震層以上結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值的20%、30%和40%。。計算小結(jié)采用分部法計算分別建隔震和非隔震計算模型時程法計算7條波取平均，3條波取包絡(luò)計算樓層剪力和傾覆力矩水平減震系數(shù)按非隔震計算水平地震作用調(diào)整，最小剪重比，豎向地震作用隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖隔震層設(shè)計包含:隔震支座的布置隔震支座承載力驗算罕遇地震下最大位移水平屈服荷載彈性水平恢復(fù)力驗算。1.隔震支座的布置隔震裝置布置時要同時考慮豎向和水平向的要求。首先隔震裝置要滿足豎向荷載的要求，其次是水平荷載。為了提高上部結(jié)構(gòu)的減震效果，隔震層的總水平剛度應(yīng)盡量小，同時也要控制隔震層的位移。一柱一個隔震支座，剪力墻布置在兩端。當(dāng)柱軸力非常大，一個支座無法滿足承載力的要求時，可以采取一柱多個隔震支座的形式。隔震支座底面宜布置在相同標(biāo)高位置上，必要時也可布置在不同的標(biāo)高位置上。隔震支座放置在不同標(biāo)高上并不影響隔震效果。特別注意的是，隔震支座周圍須留有足夠的變形空間，見圖。同一建筑物中選用多個型號的隔震支座時，一般保證支座的頂標(biāo)高相同。（5）隔震支座布置注意以下要求：隔震層剛度中心宜與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心重合。隔震支座的平面布置宜與上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)中豎向受力構(gòu)件的平面位置相對應(yīng)。同一房屋選用多種規(guī)格的隔震支座時，應(yīng)注意充分發(fā)揮每個隔震支座的承載力和水平變形能力。同一支承處選用多個隔震支座時，隔震支座之間的凈距應(yīng)大于安裝和更換時所需的空間尺寸。隔震層在罕遇地震下應(yīng)保持穩(wěn)定，不宜出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形。2.

隔震支座承載力驗算隔震支座承載力驗算包括承壓驗算和受拉驗算。計算平均壓應(yīng)力設(shè)計值時，按在重力荷載代表值計算；對需驗算傾覆的結(jié)構(gòu)應(yīng)包括水平地震作用效應(yīng)組合；對需進(jìn)行豎向地震作用計算的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)包括豎向地震作用效應(yīng)組合。隔震房屋抗傾覆驗算：隔震房屋的高寬比超過規(guī)范相應(yīng)規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行抗傾覆驗算。隔震房屋抗傾覆驗算包括：結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗算隔震支座承載力驗算。進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗算方法按罕遇地震作用計算傾覆力矩，并按上部結(jié)構(gòu)重力代表值計算抗傾覆力矩。抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)大于1.2。3

隔震支座抗傾覆驗算罕遇地震下橡膠隔震支座的設(shè)計拉應(yīng)力控制在1MPa以內(nèi)。隔震支座壓應(yīng)力控制在30MPa3.

隔震層罕遇地震下的位移直接取罕遇地震下隔震支座的位移（7條波取平均值，3條波取包絡(luò)值）滿足下列要求（取較小值）：umax

0.55Dumax

3tt構(gòu)造要求：上部結(jié)構(gòu)及隔震層部件應(yīng)與周圍固定物脫開。與水平方向固定物的脫開距離不宜少于隔震層在罕遇地震作用下最大位移的1.2倍，且不小于200mm；對兩相鄰隔震結(jié)構(gòu)，其縫寬取最大水平位移值之和，且不小于400mm。上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間，應(yīng)設(shè)置完全貫通的水平隔離縫，縫高可取20mm，并用柔性材料填充；當(dāng)設(shè)置水平隔離縫確有困難時，應(yīng)設(shè)置可靠的水平滑移墊層。。4.

隔震層水平屈服荷載在風(fēng)載和微小地震作用下要求隔震層“不屈服”

，防止隔震層產(chǎn)生較大位移。為實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，可以設(shè)置一些抗風(fēng)裝置、使用具有一定剛度的鉛芯橡膠隔震支座和較大初剛度的位移型消能器（阻尼器）。

w――風(fēng)荷載分項系數(shù)，取1.4；規(guī)范要求抗震風(fēng)裝置的水平抗震承載力按下式進(jìn)行驗算：

wVwk

VRwV

Rw

――

抗風(fēng)裝置的水平承載力設(shè)計值；V

wk

――

風(fēng)荷載作用下隔震層水平剪力標(biāo)準(zhǔn)值在隔震層中設(shè)置抗風(fēng)裝置時宜對稱、分散地布置在建筑物的周邊。5.隔震層彈性恢復(fù)力地震下隔震層應(yīng)保證具有一定的彈性恢復(fù)力，保證地震后建筑物回到初始位置。規(guī)范要求：K100tr

1.4VRw6.

隔震層的構(gòu)造要求：隔震支座與上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠的連接。與隔震支座連接的梁、柱、墩等應(yīng)考慮水平受剪和豎向局部承壓，并采取可靠的構(gòu)造措施，如加密箍筋或配置網(wǎng)狀鋼筋。利用構(gòu)件鋼筋作避雷線時，應(yīng)采用柔性導(dǎo)線連通上部與下部結(jié)構(gòu)的鋼筋。穿過隔震層的豎向管線應(yīng)符合下列要求：1）直徑較小的柔性管線在隔震層處應(yīng)預(yù)留伸展長度，其值不應(yīng)小于隔震層在罕遇地震作用下最大水平位移的1.2倍；直徑較大的管道在隔震層處宜采用柔性材料或柔性接頭；重要管道、可能泄漏有害介質(zhì)或燃介質(zhì)的管道，在隔震層處應(yīng)采用柔性接頭。隔震層設(shè)置在有耐火要求的使用空間中時，隔震支座和其他部件應(yīng)根據(jù)使用空間的耐火等級采取相應(yīng)的防火措施。隔震層所形成的縫隙可根據(jù)使用功能要求，采用柔性材料封堵、填塞。隔震層宜留有便于觀測和更換隔震支座的空間。上部結(jié)構(gòu)及隔震層部件應(yīng)與周圍固定物脫開。隔震層設(shè)計小結(jié)隔震支座的布置原則：重心與剛心，不扭轉(zhuǎn)隔震支座承載力驗算：豎向承載力和傾覆驗算。罕遇地震下最大位移要求：隔震支座位移要求和建筑與相鄰物體的最大間距要求水平屈服荷載：大于風(fēng)載產(chǎn)生的剪力。彈性水平恢復(fù)力驗算。大于風(fēng)載產(chǎn)生的剪力的1.4倍。隔震層的構(gòu)造要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖一、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震層支墩、支柱及相連構(gòu)件，應(yīng)采用隔震結(jié)構(gòu)罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進(jìn)行承載力驗算。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，應(yīng)滿足嵌固的剛度比和隔震后設(shè)防地震的抗震承載力要求，并按罕遇地震進(jìn)行抗剪承載力驗算。隔震層以下地面以上的結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的層間位移角限值應(yīng)滿足表要求。2.基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)規(guī)范要求，下列隔震建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算：砌體房屋；地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層（指7度、8度和9度時，地基承載力特征值分別小于80、100和120kPa的土層）的下列建筑：不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋基礎(chǔ)荷載與上述民用建筑框架相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房（3）

規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。需進(jìn)行地基基礎(chǔ)抗震驗算和地基處理的隔震結(jié)構(gòu)，按多遇地震下的地震作用進(jìn)行基礎(chǔ)及地基承載力的驗算。

當(dāng)下部結(jié)構(gòu)或地基基礎(chǔ)需要考慮豎向地震作用時，也按多遇地震下結(jié)構(gòu)承受的豎向地震作用進(jìn)行驗算。隔震建筑承擔(dān)地基不均勻沉降的能力較弱，而地震時，當(dāng)?shù)鼗鶠橐夯習(xí)r，又極易產(chǎn)生不均勻沉降，因此，隔震建筑地基必須采取抗液化措施。采取抗液化措施前先對地基進(jìn)行地基的液化判別，根據(jù)液化等級和地基情況采用取不同措施。目前地基抗液化的方法有：置換法、灌漿法、深層攪拌、降低水位法、振沖水沖法、強(qiáng)力夯實(shí)法、深層擠密法、砂井預(yù)壓法，等等。對甲、乙類建筑的液化判別和抗液化措施應(yīng)按提高一個液化等級確定，直至全部消除液化沉陷。下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計小節(jié)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計：要求在罕遇地震下驗算地基基礎(chǔ)要求１）不要求驗算的條件２）按小震地震進(jìn)行地基驗算３）不能產(chǎn)生液化隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖1.上部結(jié)構(gòu)的截面抗震驗算應(yīng)符合下列規(guī)定：（１）

上部結(jié)構(gòu)的截面抗震驗算，應(yīng)按規(guī)范對非隔震結(jié)構(gòu)的規(guī)定進(jìn)行。其中的水平地震作用效應(yīng)，可依據(jù)水平向減震系數(shù)確定。（２）

上部結(jié)構(gòu)為框架、框架-抗震墻和抗震墻結(jié)構(gòu)時，隔震層頂部的縱、橫梁和樓板體系應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行計算。２．上部結(jié)構(gòu)的抗震變形驗算應(yīng)按下列要求進(jìn)行：對框架、抗震墻和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震和罕遇地震作用下的層間位移驗算；砌體房屋可不進(jìn)行層間位移驗算。在多遇地震作用下，層間彈性位移角限值可按規(guī)范執(zhí)行。在罕遇地震作用下，上部結(jié)構(gòu)的層間彈塑性位移角限值可按規(guī)范規(guī)定值采用。３.

上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施應(yīng)符合下列要求：上部結(jié)構(gòu)的抗震等級：水平向減震系數(shù)大于0.40

時(設(shè)置阻尼器時為0.38)不應(yīng)降低非隔震時的有關(guān)要求；水平向減震系數(shù)不大于0.40時(設(shè)置阻尼器時為0.38)，可適當(dāng)降低設(shè)計烈度降低,但不得超過1

度,上部結(jié)構(gòu)的首層樓面宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，樓板厚度不宜小于160mm。當(dāng)采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板時，現(xiàn)澆面層厚度不直小于50mm，且應(yīng)雙向配筋，鋼筋直徑不宜小于6mm。間距不宜大于250mm。隔震支座上部的縱橫梁應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。(3)與抵抗豎向地震作用有關(guān)的抗震措施，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，指墻、柱的軸壓比規(guī)定；對砌體結(jié)構(gòu)，指外墻盡端墻體的最小尺寸和圈梁的有關(guān)規(guī)定。隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震層位置隔震結(jié)構(gòu)計算隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖支座構(gòu)造隔震溝構(gòu)造隔結(jié)構(gòu)常用構(gòu)造圖《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》穿越隔震層的樓梯、電梯、車道等要上下分開，保證隔震層的自由變形。內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列隔震支座檢驗要求按照國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑隔震橡膠支座》GB20688.3-2006

的規(guī)定，橡膠支座產(chǎn)品在安裝前應(yīng)對工程中所用的各種類型和規(guī)格的原型部件進(jìn)行抽樣檢驗，其要求是：１）采用隨機(jī)抽樣方式確定檢測試件。若有一件抽樣的一項性能不合格，則該次抽樣檢驗不合格。２）對一般建筑，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30%，若仍有不合格，則應(yīng)100%檢測。３）一般情況下，每項工程抽樣總數(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。內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列施工技術(shù)要點(diǎn)1．施工安裝支承隔震支座的支墩（或柱），其頂面水平度誤差不宜大于5‰；在隔震支座安裝后，隔震支座頂面的水平度誤差不宜大于8‰。隔震支座中心的平面位置與設(shè)計位置的偏差不應(yīng)大于5.0mm。隔震支座中心的標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高的偏差不應(yīng)大于5.0mm。同一支墩上多個隔震支座之間的頂面高差不宜大于5.0mm。隔震支座連接板和外露連接螺栓應(yīng)采取防銹保護(hù)措施。在隔震支座安裝階段，應(yīng)對支墩（或柱）頂面、隔震支座頂面的水平度、隔震支座中心的平面位置和標(biāo)高進(jìn)行觀測并記錄。在工程施工階段，對隔震支座宜有臨時覆蓋保護(hù)措施。2．施工測量在工程施工階段，應(yīng)對隔震支座的豎向變形做觀測并記錄。在工程施工階段，應(yīng)對上部結(jié)構(gòu)、隔震層部件與周圍固定物的脫開距離進(jìn)行檢查。脫開距離檢查固定物的脫開距離進(jìn)行檢查3．工程驗收隔震結(jié)構(gòu)的驗收除應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)施工及驗收規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)提交下列文件：隔震層部件供貨企業(yè)的合法性證明；隔震層部件出廠合格證書；隔震層部件的產(chǎn)品性能出廠檢驗報告；(4)隱蔽工程驗收記錄；預(yù)埋件及隔震層部件的施工安裝記錄；隔震結(jié)構(gòu)施工全過程中隔震支座豎向變形觀測記錄；(7)隔震結(jié)構(gòu)施工安裝記錄；(8)含上部結(jié)構(gòu)與周圍固定物脫開距離的檢查記錄。4．隔震層維護(hù)應(yīng)制訂和執(zhí)行對隔震支座進(jìn)行檢查和維護(hù)的計劃。應(yīng)定期觀察隔震支座的變形及外觀。應(yīng)經(jīng)常檢查是否存在可能限制上部結(jié)構(gòu)位移的障礙物。隔震層部件的改裝、更換或加固，應(yīng)在有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。隔震結(jié)構(gòu)造價增加費(fèi)用低層建筑（砌體結(jié)構(gòu)和7層以下框架）50~100元。

中高層建筑（8層以上框架、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)）150~200元。內(nèi)容隔震建筑原理地震時隔震建筑表現(xiàn)隔震層組成隔震技術(shù)應(yīng)用范圍和適用條件隔震設(shè)計基本要求隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計隔震支座檢驗要求施工技術(shù)要點(diǎn)工程設(shè)計設(shè)計實(shí)列S.I.High-RiseBuildingsinJapan(tallerthan

100m)No.DesignYearMain

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S4315238,76882006CondominiumShopsShimizuRC4214638,59492002CondominiumTakenakaSRC,RC,S4314540,654102004CondominiumTakenakaRC4414032,388112006CondominiumTaiseiRC4114053235122005CondominiumUehonmachiDesign

J.V.RC4113938,703132004CondominiumTakenakaRC3813630,783142000CondominiumTakenakaRC4213332,720152005CondominiumOfficeR.I.A.OrimotoRC3613254,313162000OfficeTakenakaS,

SRC2713047,613172005CondominiumTakenakaRC4012923,772182006CondominiumTakenakaRC4012923,112192006CondominiumTakenakaRC4012922,999No.DesignYearMain

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