新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震
3、隔震和消能减震设计的主要优点隔震体系能够减小结构的水平地震作用,已被理论和国外强震记录所证实。
国内外的大量试验和工程经验表明:“隔震”一般可使结构的水平地震作用降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增加震后建筑物继续使用的能力。
采用消能方案可以减少结构在风作用下的位移已是公认的事实,对减少结构水平和竖向地震反应也是有效的。
4、隔震和消能减震设计的适用范围1)、隔震设计的适用范围规范12.1.3条对隔震结构提出了一些使用要求。
根据研究:隔震结构主要用于体型基本规则的低层和多层建筑结构。
日本和美国的经验表明,不隔震时基本周期小于1.0秒的建筑结构减震效果与经济性均最好,对于高层建筑效果较差。
国外对隔震建筑工程的较多考察资料表明:硬土场地较适合于隔震建筑;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,延长结构的周期有可能增大而不是减小其地震反应。
墨西哥地震就是一个典型的例子。
日本“隔震结构设计技术标准”(草案)规定,隔震建筑适用于一、二类场地。
我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的反应谱周期均较小,故都可建造隔震建筑。
隔震设计中对风荷载和其他非地震作用的水平荷载给予一些限制(规范12.1.3条3款)是为了保证隔震结构具有可靠的抗倾覆能力。
就使用功能而论,隔震结构可用于:医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑;首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋;图书馆和纪念性建筑;一般工业与民用建筑;建筑物的抗震加固。
2)、消能设计的适用范围消能部件的置入,不改变主体承载结构的体系,又可减少结构的水平和竖向地震作用,不受结构类型和高度的限制,在新建和建筑抗震加固中均可采用。
二、隔震与消能减震设计要求1、设计方案建筑结构的隔震和消能减震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。
隔震与消能减震设计第一次纳入我国《建筑抗震设计规范》,为积极、稳妥起见,应认真做好方案比较、论证工作。
2、设防目标采用隔震和消能减震设计的房屋建筑,其抗震设防目标应高于抗震建筑。
(规范第3.8.2条)。
1)、在水平地震方面,本章表15.2、15.4及规范第12.2.6、12.2.9条等保证了隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。
2)、规范规定:消能减震结构的层间弹塑性位移角限值宜大于1/80。
提高了对框架及多高层钢结构等的弹塑性层间位移角限值要求。
3、隔震与消能部件设计文件上应注明对隔震部件和消能部件的性能要求;隔震和消能减震部件的设计参数和耐久性应由试验确定;并在安装前对工程中所用各种类型和规格的消能部件原型进行抽样检测,每种类型和每一规格的数量部应少于3 个,抽样检测的合格率应为100%;设置隔震和消能减震部件的部位,除按计算确定外,应采取便于检查和替换的措施。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼,尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
三、 隔震设计要点本规范隔震设计条文提出了分部设计法和水平向减震系数,在设计方法上建立起了一座联系抗震设计和隔震设计之间的桥梁,力图使设计人员已经熟悉的抗震设计知识、抗震技术在隔震设计中得到应用,这是本规范的重大特色。
1、分部设计方法把整个隔震结构体系分成上部结构(隔震层以上结构)、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分,分别进行设计。
2、上部结构设计应用“水平向减震系数”设计上部结构。
1)、水平向减震系数概念公式(15.1)及其符号解释,描述了本《规范》提出的“水平向减震系数”概念。
7.0/)(max i ψψ= (15.1-1)i gi i Q Q /=ψ (15.1-2)其中ψ——水平向减震系数。
max )(i ψ——设防烈度下,相应于结构隔震与非隔震时各层层间剪力比的最大值。
i ψ——设防烈度下,结构隔震时第i 层层间剪力与非隔震时第i 层层间剪力比的最大值。
gi Q ——设防烈度下,结构隔震时第i 层层间剪力。
Q ——设防烈度下,结构非隔震时第i 层层间剪力。
6)、隔震部件的性能要求①、隔震支座承载力、极限变形与耐久性能应符合《建筑隔震橡胶支座》产品标准(JG 118—2000)要求;②、隔震支座在表15.4所列压力下的极限水平变位;应大于有效直径的0.55倍和支座橡胶总厚度3倍二者的较大值。
③、在经历相应设计基准期的耐久试验后,刚度、阻尼特性变化不超过初期值的±20%;徐变量不超过支座橡胶总厚度的0.05倍且小于10.0mm。
④、隔震支座的设计参数应通过试验确定。
在竖向荷载保持表12.4所列平均压应力限值的条件下,验算多遇地震时,宜采用水平加载频率为0.3Hz且隔震支座剪切变形为50%时的水平动刚度和等效粘滞阻尼比;验算罕遇地震时,直径小于600mm的隔震支座宜采用水平加载频率为0.1Hz且隔震支座剪切变形为250%时的水平动刚度和等效粘滞阻尼比;直径不小于600mm的隔震支座可采用水平加载频率为0.2Hz且隔震支座剪切变形为100%时的水平动刚度和等效粘滞阻尼比。
7)、隔震层与上部结构、隔震层以下结构的连接①、隔震层顶部应设置梁板式楼盖,且应符合下列要求:应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土板。
现浇板厚度不宜小于140mm,当采用装配整体式钢筋混凝土板时,配筋现浇面层厚度不宜小于50mm;隔震支座上方的纵、横梁应采用现浇钢筋混凝土结构。
隔震层顶部梁板体系的刚度和承载力,宜大于一般楼面的梁板刚度和承载力。
隔震支座附近的梁、柱应考虑冲切和局部承压,加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。
②、隔震支座和阻尼器的连接构造,应符合下列要求:隔震支座和阻尼器应安装在便于维护人员接近的部位;隔震支座与上部结构、基础结构之间的连接件,应能传递罕遇地震下支座的最大水平剪力;抗震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0m;外露的预埋件应有可靠的防锈措施。
预埋件的锚固钢筋应与钢板牢固连接。
锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径,且不应小于250mm。
③、穿过隔震层的设备配管、配线,宜采用柔性连接等适应隔震层的罕遇地震水平位移的措施;采用钢筋或刚架接地的避雷设备,宜设置跨越隔震层的柔性接地配线。
4、隔震层以下结构设计当隔震层置于地下室顶部时,隔震层以下墙、柱的地震作用和抗震验算,应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。
5、地基基础设计隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行,甲、乙四、消能减震设计要点1、消能减震部件及其布置消能减震设计时,应根据罕遇地震下的预期结构位移控制要求,设置适当的消能部件。
消能部件可由消能器及斜撑、墙体、梁或节点等支承构件组成。
消能器可采用速度相关型、位移相关型或其它类型。
消能部件可根据需要沿结构的两个主轴方向分别设置。
消能部件宜设置在层间变形较大的位置,其数量和分布应通过综合分析合理确定,并有利于提高整体结构的消能能力,形成均匀合理的受力体系。
消能部件附加给结构的有效阻尼比宜大于10%,超过20%时,宜按20%计算。
2、消能减震设计计算要点1). 由于加上消能部件后不改变主体承载结构的基本形式,除消能部件外的结构设计仍应符合本《规范》相应类型结构的要求。
因此,计算消能减震结构的关键是确定结构的总刚度和总阻尼。
2)、一般情况下,计算消能减震结构宜采用静力非线性分析或非线性时程分析方法。
对非线性时程分析法,宜采用消能部件的恢复力模型计算;对静力非线性分析法,可采用消能部件附加给结构的有效阻尼比和有效刚度计算。
3)、当主体结构基本处于弹性工作阶段时,可采用线性分析方法作简化估算,并根据结构的变形特征和高度等,按本规范5.1节的规定分别采用底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。
其地震影响系数可根据消能减震结构的总阻尼比按本规范5.1.4条的规定采用。
4)、消能减震结构的总刚度为结构刚度和消能部件有效刚度的总和。
5)、消能减震结构的总阻尼比为结构阻尼比和消能部件附加给结构的有效阻尼比的总和。
3、消能部件附加给结构的有效阻尼比和有效刚度确定1)、附加有效阻尼比估算①、估算公式ξa=W c/(4πW s)(15.5)式中ξa——消能减震结构的附加有效阻尼比;W c——所有消能部件在结构预期位移下往复一周所消耗的能量;W s——设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。
②、设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能W s不考虑扭转影响时,可按下式估算:W s=(∑F i u i )/2 (15.6)式中F——质点i的水平地震作用标准值;水平向减震系数;地震影响系数的阻尼调整系数,按本规范(2地震影响系数的曲线下降段衰减指数,按本规范定;T砌体结构采用隔震方案时的设计特征周期,根据本地区所gm属的设计特征周期分区按本规范0.4s隔震后体系的基本周期,不应大于1较大值。
②、与砌体结构周期相当的结构水平向减震系数非隔震结构的计算周期,当小于特征周期时应采用特征0周期值的数值;隔震后体系的基本周期,不应大于1特征周期;其余符号同上。
g③、砌体结构及与其基本周期相当的结构隔震后体系的基本周期——隔震层以上结构的重力荷载代表值;。
隔震和消能减震设计
隔震和消能减震设计12.1 一般规定12.1.1本章适用于在建筑上部结构与基础之间设置隔震层以隔离地震能量的房屋隔震设计,以及在抗侧力结构中设置消能器吸收与消耗地震能量的房屋消能减震设计。
采用隔震和消能减震设计的建筑结构,应符合本规范第3.8.1条的规定,其抗震设防目标应符合本规范第3.8.2条的规定。
注:1 本章隔震设计指在房屋底部设置的由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
2 消能减震设计指在房屋结构中设置消能装置,通过其局部变形提供附加阻尼,以消耗输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
12.1.2建筑结构的隔震设计和消能减震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与采用抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析,后确定其设计方案。
12.1.3需要减少地震作用的多层砌体和钢筋混凝土框架等结构类型的房屋,采用隔震设计时应符合下列各项要求:1 结构体型基本规则,不隔震时可在两个主轴方向分别采用本规范第5.1.2条规定的底部剪力法进行计算且结构基本周期小于 1.0s;体型复杂结构采用隔震设计,宜通过模型试验后确定。
2 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,并应选用稳定性较好的基础类型。
3 风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%。
4 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼;穿过隔震层的设备配管、配线,应采用柔性连接或其他有效措施适应隔震层的罕遇地震水平位移。
12.1.4需要减少地震水平位移的钢和钢筋混凝土等结构类型的房屋宜采用消能减震设计。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
12.1.5隔震和消能减震设计时,隔震部件和消能减震部件应符合下列要求:1 隔震部件和消能减震部件的耐久性和设计参数应由试验确定。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
1.1常规抗震方法原理
为了达到抗震的目的,延性抗震设计一般在消耗地震能量时,主要是借助结构构件的变形来达到目的,Ein=ER+ED+ES就是其能量的表达式。式中,ER为结构地震反应能量;ED为结构阻尼消耗的能量;Ein为地震时输入结构的能量;ES为承重构件及主体结构损害或非弹变形消耗的能量。
关背景下,建筑行业在社会实际应用中也得到了前所未有的发展。在我国经济发展进程中,建筑行业起着重要的推动作用。随着地震的频繁发生,严重危害了人们的生命与财产安全,促使社会大众越来越重视建筑的抗震性。由此可见,有效分析与对比隔震和消能减震与常规抗震的原理与特点是非常有必要的,这三种方法对提高建筑的整体抗震性具有重要的作用。
1.2传统抗震方法特点
(1)钢筋混凝土结构
在钢筋混凝土结构中,框架、剪力墙、框架-剪力墙以及筒体结构等是多层和高层钢筋混凝土结构的主要涉及内容。集中节点应力、较小侧向刚度,是框架结构本身的优势,在地震情况下,受强烈地震的影响,对非结构性会进行一定的破坏,节点在此种情况下,也会受到相应的破坏,以及结构大水平位移;而较大的侧向刚度,则是剪力墙结构的优势,底部的破坏在水平地震情况下,侧移较小,不容易修复;框架-剪力墙就是框架与剪力墙一起工作,其特点就是框架与剪力墙的有机结合。
(2)结构隔震的原理
隔离地震对结构的影响,就是所谓的结构隔震,其原理是在柔性隔震层上放置整个结构物或者局部支座,借助隔震层装置限制和减少地震能量,降低地震能量,以此来防止其向上部结构传递,目的是降低结构的地震响应,控制地震对上部结构的影响以及隔震部位的变形,从而提高结构的抗震安全性。
2.2结构消能减震
当遭遇基本烈度的地震作用时,对于一般性建筑物而言,结构(ES增大)即可能进入非弹性破坏状态,在此作用下,建筑物的内部设备和装修(ES→Ein)都会发生损坏,并需要大量的时间和费用进行修复。建筑物的整体结构一旦因为某些因素而导致关键构件产生问题,就会造成严重破坏,难以修复。结构及内部设备的破坏,对于某些生命线工程,甚至会造成其损失则难以估量,以及生命线网络的瘫痪。
浅述建筑结构减震与消能减震设计word版
浅述建筑结构隔震与消能减震设计崔XX XX理工大学XX学院XX学员大队江苏XX 02XXXX内容摘要摘要:本文对建筑结构“隔震”与“消能减震”设计的基本原理及其特点进行简要的介绍和说明,并对结构抗震设计、隔震设计和消能减震设计进行分析和对比,供初学者参考。
主题词:抗震设计隔震设计消能减震设计1 引言地震是一种突发性的破坏性极强的自然灾害,罕遇的大地震会给建筑物及构筑物造成极大的破坏,造成极大的人员伤亡和经济财产损失。
回顾21世纪发生的几次大地震如尼泊尔大地震,汶川大地震,智利地震等无一不对人们和社会造成不可估量的破坏和损失。
当前的科技水平尚无法预测地震的到来,未来相当长的一段时间内,地震也是无法预测的。
而且即使做到了震前预报,如果工程设施的抗震性能薄弱,也难以避免经济损失。
地震时不可控的,但工程结构是可控的,因此,实施有效的抗震设防是当前防震抗灾的关键性工作,而隔震和消能减震技术在建筑结构中应得到广泛应用。
传统的建筑结构抗震设计是依靠增加结构的强度、刚度和延性来增加结构各构件的承载力和变形能力来抵御地震作用,,来实现“大震不倒,中震可修,小震不坏”的防御目标,立足于“抗”,是一种消极的设计方法。
随着科技水平的发展和传统抗震结构在地震中的表现,传统建筑结构抗震设计暴露出很多问题,不能满足现代建筑在抗震设防方面的需求。
所以抗震减灾事业的发展,不能局限于传统的建筑结构抗震设计,更应该搭上科技创新的这辆快车,用新技术来提高和改善建筑物的抗震性能。
在建筑物中设置隔震层和消能减震装置来减轻地震的破坏这种新型结构体系就是其中之一。
本文就这一新结构体系做一简要阐述。
2 “隔震设计”与“消能减震设计”的基本设计原理2.1 隔震设计“隔震”即隔离地震,分为基础隔震和层间隔震。
在建筑物适当部位设置隔离装置,切断或削弱地面运动向上部结构的传递,并提供适当的阻尼,从而使上部结构的地震作用大大降低,耗能能力加强,达到预期的防震要求。
建筑结构抗震设计第六章隔震与消能减震设计简介大学课件
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15、我就像一个厨师,喜欢品尝食物。如果不好吃,我就不要它。2021年8月下午8时8分21.8.1620:08August 16, 2021
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16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务,因为我就是顾客。2021年8月16日星期一8时8分22秒20:08:2216 August 2021
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17、利人为利已的根基,市场营销上老是为自己着想,而不顾及到他人,他人也不会顾及你。下午8时8分22秒下午8时8分20:08:2221.8.16
液压质量控制装置—由液压缸、活塞、管路和质量块构成,当结 构由地面运动产生振动时,油缸的活塞推动管路中的液体,使液体和 质量随之振动。结构的一部分振动能量传递给了该系统。
粘弹性耗能装置—由粘弹性材料和约束钢板构成,通过夹在钢板 之间的粘弹性材料发生剪切变形而耗散能量。
粘滞耗能装置—由缸体、活塞、和液体构成,活塞在缸体内往复 运动,粘滞液体从一端流向另一端产生阻尼力,阻碍结构的振动。
提出的隔震结构(Base-isolated building )方案。这种隔震结构在建筑
物结构与基础之间用滑石层隔开,地震 时建筑物可以滑动。
中村太郎的隔震结构 右图是中村太郎于1927年提出的隔震结
构方案。在这种隔震系统中已使用阻尼泵来 耗散地震动的能量,并且在该建筑地下层柱 的上下端采用铰接构造,建筑物可以水平自 由移动。
中南加州大学医院(隔震结构) 橄榄景医院(抗震结构)
中南加州大学医院
地下一层,地上7层,建筑面积:33000平方米;占地:4100平米; 最高高度:36。0m;铅芯多层橡胶隔震器68个,多层橡胶隔震器81个。
中南加州大学医院在这次地震及其其后的余震中,6-8英尺高的花瓶 等没有一个掉下来,建筑物内的各种机器等均未损坏,医院功能得到维 持,成为防灾中心,起到十分重要的作用。
隔震和消能减震结构设计的特点及适用范围对比研究
隔震和消能减震结构设计的特点及适用范围对比研究摘要:土木工程结构在地震、强风等外部动力荷载作用下会产生振动,过度振动不仅会影响结构的正常使用,而且会对结构造成破坏。
这对人们是非常不利的。
特别是在我国经历了几次大的地震后,我国对建筑物的抗震要求明显提升,但是传统的抗震方法已经不能满足建筑的需求,因此更高效、有用的抗震设计方法势必会是未来发展的方向。
本文就隔震和消能减震这种新型的结构抗震设计方法的特点和适用范围进行了对比研究。
关键词:隔震;消能减震;特点;适用范围1结构隔震的概念在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震装置(或系统),形成隔震层,将建筑物结构与基础隔震,并使用隔震装置或消耗地震能量,以避免或减少地震能量向上部结构的传递,为了延长整个结构体系的自振周期,适当增加结构的阻尼,可以大大降低结构的加速度响应。
结构基本上处于弹性状态,在地震作用下,建筑物的地震反应减弱,只发生轻微的移动和变形,使建筑物在地震作用下不发生破坏或倒塌。
这种抗震方法称为隔震设计。
2结构消能减震的概念结构耗能是指结构的某些部分(如支座、剪力墙、节点、接头或连接器、楼板、相邻建筑物等),在主要辅助结构之间设置耗能(阻尼)装置(或构件),通过耗能(阻尼)装置产生摩擦、弯曲(或剪切),产生弹性塑性滞回变形耗散或吸收地震输入结构中的能量,以减少地震反应。
主要是为了避免结构的破坏或倒塌,从而达到减震控制的目的。
3隔震和消能减震设计的特点对比隔震结构设计的主要特点是:提高了结构在地震过程中的安全性;上部结构的设计更加灵活,抗震措施简单明了;防止了非结构构件的破坏;抑制了振动中的不适感,提高了安全性和宜居性;维护了机械、仪器和器具的功能;保持机械、仪器、电器的功能,在地震发生后不进行维修,具有明显的社会效益和经济效益;合理设计,可以降低工程造价。
消能减震结构设计的特点是:可同时减小结构水平和竖向地震作用;当结构jubei足够的附加阻尼时,可以满足结构在罕遇地震作用下的预期位移控制。
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析
隔震和消能减震与常规抗震的对比分析在实际的建筑行业发展中,為了有效避免地震对建筑以及人民生命财产安全带来的影响,要对相应的隔震、消能减震等情况进行分析,同时与常规的抗震进行有效对比,做好最佳的抗震预防。
基于此,文章分别对三种防震方法进行分析,最后结合题目就隔震和消能减震与常规抗震之间进行对比分析,以期人们更好的开展防震工作。
标签:常规抗震;隔震;消能减震随着经济的快速发展,建筑行业蒸蒸日上,且在国民经济的发展中也越来越重要。
以此同时,随着建筑行业的发展,相关的安全预防措施也要予以充分的重视。
在实际的生活当中,为了避免地震给人们以及建筑行业带来巨大的经济损失,要对相关的防震举措予以充分重视,如此才能将其更好的应用在实际的工程建筑当中,为人们提供更多的安全保障。
1、常规抗震分析1.1原理延性抗震设计主要是利用一些结构部件的塑性变形来对地震能量进行消耗,从而实现一定的抗震作用,该种抗震的能量表达为Ein =ER +ED +ES ,其中ES 是主体结构和承载构件的不变弹性所消耗的能量;Ein 是发生地震时输入的结构能量;ED 是阻尼消耗的能量;ER 地震反应能量。
1.2特点(1)砌体结构。
该种结构相对较脆,实际的抗拉、康佳能力相对较弱,实际地震中的抗震于延性能也不理想。
砌体结构在地震中受到破坏的几率相对较大,具体因素主要与窗间承载力不足、施工不当、设计问题以及整体抗剪强度弱等有关。
在5.12地震中,由于建筑物的抗震设防性能较差,致使其中的很多砌体结构出现了一定的倒塌。
在海地的某些地区,由于实际砌体结构建筑并不具有一定的抗震措施,致使相关建筑出现了不同程度的坍塌。
(2)钢结构。
钢结构具有延性好、轻质高强以及环境污染小的特点,其缺点主要是很难确保实际施工质量,且有很多的节点。
在5.12地震中由于钢结构而造成的危害相对较轻,很多的轻屋房建设由于实际的屋架与屋面之间没有明确的固定,进而使得屋面板出现脱落。
2、隔震与消能减震2.1隔震(1)隔震的基本原理。
浅谈建筑结构设计隔震和消能减震措施
浅谈建筑结构设计隔震和消能减震措施摘要:结合工作实践,对建筑结构设计抗震措施进行了探讨,分别介绍了建筑物不同部位的隔震或消能减震措施,并对结构设计中常见的隔震和消能减震技术作了阐述,指出建筑物结构设计过程中应着重考虑抗震问题,并采取适当的措施。
隔震设计指房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求;消能减震设计指在房屋结构中设置消能器,通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼,以消耗输入结构的地震能量,达预期防震减震要求。
关键词:建筑结构设计隔震消能减震引言建筑结构设计中是否充分考虑抗震问题、是否合理的运用了相关的抗震措施是事关人民生命财产安全的重要问题,关于建筑物抗震问题的研究也有相当长的一段历史,从世界建筑设计领域和我国建筑设计领域来看,均取得了一定的成效,但是在我国连续发生四川汶川地震、玉树地震等地质灾害以后,人们更加注重建筑物的抗震设计。
一直以来,我们在建筑设计中有关抗震都是坚持了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则,虽然设计方面在抗震方面也采取了很多措施,但是,由于各种原因,还是不可避免的出现了在地震中因为建筑结构方面的问题而给人们带来巨大损失的例子,分析原因,最主要的就是施工人员从思想上不够重视,存在侥幸心理,偷工减料,私自修改设计方案,没有真正将抗震措施落到实处。
在这里,我们对建筑设计中抗震的基本类型、主要措施结合具体实践经验进行研究,以期和同仁交流学习。
1、建筑结构的主要隔震措施建筑物的抗震设计中,我们通常是对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计,这几种措施通常是混合使用的,但是我们结合地震构造特点及建筑物本身结构,会有侧重的在关键部位设置隔震层,依据隔震层的位置不同我们把建筑物的隔震设计分为以下几种。
1.1建筑物地基采用特殊材料隔震建筑物基础隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害。
结构隔震消能减震设计
结构隔震消能减震设计结构隔震和消能减震设计是地震工程领域中的重要技术,其目的是通过特殊的结构和材料设计,减少地震对建筑物及其内部设备的破坏。
一、结构隔震设计结构隔震是一种将结构物与土壤或地基隔开的设计方法,通过降低结构物受地震力的传递,减少地震对结构物的影响。
结构隔震设计一般包括以下几个方面:1.隔震系统选择:结构隔震系统通常包括隔震支座、隔震层和支撑系统。
常见的隔震支座有橡胶隔震支座、钢球隔震支座等。
不同类型的隔震支座具有不同的性能和适用范围,需要根据实际情况选择。
2.隔震层布置:隔震层一般位于地面以上,可以用于减震和减少地震波对建筑物的传递。
隔震层的布置要考虑结构的刚度、强度、稳定性等因素,以及地震的频率和能量。
3.支撑系统设计:支撑系统是隔震层与结构之间的连接,要具有良好的刚度和耐力,以保证隔震系统正常工作。
4.结构模型分析:隔震设计需要进行结构模型分析,考虑地震力、地震波特性、结构响应等因素,通过计算分析得出隔震设计的参数和指标。
隔震设计的优点在于能大幅度减少地震对结构物的破坏,提高结构物的抗震性能和安全性。
然而,隔震设计也存在一些挑战,如隔震支座的设计和施工比较复杂,造价较高等问题。
消能减震设计是通过在结构中引入特殊的减震装置,通过消耗、分散地震能量,减小地震对建筑物的影响。
消能减震设计一般包括以下几个方面:1.减震器选择:减震器是消能减震设计的核心装置,根据荷载类型和地震响应要求,可以选择液压减震器、摩擦式减震器、摇摆巨型减震器等减震器。
不同类型的减震器各有优劣,需要根据具体工程的特点和要求选择合适的减震器。
2.减震器布置:减震器的布置是消能减震设计中的关键环节,需要考虑结构的刚度、强度、减振效果等因素,合理地布置减震器,以达到最佳减震效果。
3.减震装置与结构连接:减震装置与结构的连接需要具有适当的刚度和耐力,以保证减震器的正常工作。
连接部位的设计和施工要符合相关的规范和标准,确保结构的安全性。
新旧抗震规范关于隔震、消能减震设计要求的对比
老规范关于隔震后水平地震影响系数最大值 :
。 1
差, 故将其设计承载力 由 1 a降低 到 1 P 。 2MP 0 M a 14 新规 范第 l. . . 2 24条关 于计 算水 平 向减震 系数 及 罕遏 地震 变形验 算所采用 隔震 支座参数进行 了修 改
0 1 z 隔震支座剪切变形 为 2 0 . 且 H 5 %的水平刚度 和等效黏滞 阻尼 比 ; 大于 6 0m 0 m直径 隔震支座参 数应采 用在规定 的压 应力 限值下 , 平加载频 率为 0 2 z 水 . H 且隔震支 座剪切变形为
10 的水 平 刚度 和 等 效 黏 滞 阻 尼 比 。新 规 范 规 定 , 于 小 0% 对 于 6 0m 直 径 隔 震 支 座 参 数 宜 采 用 在 规 定 的 压 应 力 限 值 0 m
下, 隔震支座剪切变形为 2 0 的等 效刚度 和等效黏 滞阻尼 5% 比; 大于 60m 0 m直径隔震 支座参数 应采用 在规定 的压应力
限值 下 , 震 支 座 剪 切 变 形 为 10 的 等 效 刚 度 和 等 效 黏 滞 隔 0%
阻尼 比 。
剪力法进行非 隔震 设计 的结 构 ; 新规 范取 消了此条 限值 , 扩
1 6 新规 范 第 1. . . 2 24条 关 于 隔震 支座 参 数 的 描 述 发 生
变 化
震层 以上 结构 总重力荷载代表值 的 2 % , 0 新规范将这一数值
提升 至 3 %。 0
新 规范将 “ 动刚度” 改为 “ 等效刚度 ” 用语更 明确 , , 方便 同国际标准《 橡胶支座》 接轨 ; 同时去掉有关频率对刚度影响 的语 句 , 目的是将词 条不 写在 规范 中 , 体去查 相关 的产 其 具
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震资料
新《减震抗震设计规范》中的隔震与消能减震资料3、隔震和消能减震设计的主要优点隔震体系能够减小结构的水平地震作用,已被理论和国外强震记录所证实。
国内外的大量试验和工程经验表明:“隔震”一般可使结构的水平地震作用降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增加震后建筑物继续使用的能力。
采用消能方案可以减少结构在风作用下的位移已是公认的事实,对减少结构水平和竖向地震反应也是有效的。
4、隔震和消能减震设计的适用范围1)、隔震设计的适用范围规范12.1.3条对隔震结构提出了一些使用要求。
根据研究:隔震结构主要用于体型基本规则的低层和多层建筑结构。
日本和美国的经验表明,不隔震时基本周期小于1.0秒的建筑结构减震效果与经济性均最好,对于高层建筑效果较差。
国外对隔震建筑工程的较多考察资料表明:硬土场地较适合于隔震建筑;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,延长结构的周期有可能增大而不是减小其地震反应。
墨西哥地震就是一个典型的例子。
日本“隔震结构设计技术标准”(草案)规定,隔震建筑适用于一、二类场地。
我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的反应谱周期均较小,故都可建造隔震建筑。
隔震设计中对风荷载和其他非地震作用的水平荷载给予一些限制(规范12.1.3条3款)是为了保证隔震结构具有可靠的抗倾覆能力。
就使用功能而论,隔震结构可用于:医院、银行、保险、通讯、警察、消防、电力等重要建筑;首脑机关、指挥中心以及放置贵重设备、物品的房屋;图书馆和纪念性建筑;一般工业与民用建筑;建筑物的抗震加固。
2)、消能设计的适用范围消能部件的置入,不改变主体承载结构的体系,又可减少结构的水平和竖向地震作用,不受结构类型和高度的限制,在新建和建筑抗震加固中均可采用。
二、隔震与消能减震设计要求1、设计方案建筑结构的隔震和消能减震设计,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与建筑抗震设计的设计方案进行技术、经济可行性的对比分析后,确定其设计方案。
