YJK微课堂第二期：隔震结构操作流程和实例分析
隔震结构设计方法.pptx
条人工波。 › 具体波形没有强制要求，但建议按通则的 具体波
形没有强制要求，但建议按通则的。 › 地震波的加速度峰值应按抗震设防烈度对应的峰
值调整。 › 当处于发震断层10km 以内时，输入地震波应考虑
近场影响系数，5km 以内取1.5，5km 以外取1.25。
基底隔震 首层隔震 层间隔震
6
1.3 隔震层方案
› 隔震层设置在有耐火要求的使用空间中时，隔震 支座和其他部件应根据使用空间的耐火等级采取 相应的防火措施。
› 隔震层所形成的缝隙可根据使用功能要求，采用 柔性材料封堵、填塞。
› 隔震层宜留有便于观测和更换隔震支座的空间。
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第二步 动力分析及计算
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› 隔震层位置：基础隔震，隔震层位于地下室顶部或单 独设置隔震层；柱顶隔震，隔震层布置在一层柱顶； 层间隔震
› 特殊结构如大底盘多塔结构，其柱距较大，为不影响 大底盘层的使用功能，可在上部结构与大底盘层之间， 专门设置层高 1.5m～2.0m 的隔震层。采用隔震技术， 上部结构剪重比依然要满足本地区设防烈度的最小剪 重比要求。
隔震结构设计方法
1
隔震结构设计流程
方案选定 动力分析计算 上部结构设计 隔震层设计 下部结构设计
从建筑功能、场地条件、经济性等方面，选择是 否采用隔震，并初步确定隔震结构的方案。 设定上部结构和隔震层参数，取计算模型，进行动力 分析，验证以上方案是否满足预期的设计要求，不满 足，则调整上部结构或隔震层参数，重新计算。
4
1.2 结构初步设计
› 上部结构设计根据降低后的水平地震影响系数计算
› 国外大量实践验证，隔震技术对与自振周期超过1s的高层结构同样适用，故 2010 版《抗规》取消了 2001 版结构周期小于 1s 的限制。隔震建筑结构体型宜规则、 对称。
隔震设计流程
1、YJK小震下选波1.1将YJK地震影响系数最大值修改为小震对应值1.2导入自定义地震波1.3yjk选波1.4选波1.5 质量对比及周期对比1.5层剪力对比 ETABS2、ETABS中震非隔震2.1ETABS中进行定义时程函数2.2 ETABS中修改反应谱影响系数最大值2.3 ETABS中进行定义时程函数（单位为N·㎜）2.4 ETABS中进行定义时程工况（单位为N·㎜）2.5 计算完成后输出ETABS中剪力（单位为KN·㎜）2.6 筛选1层剪力3、ETABS中震隔震3.0 查看轴力，估算垫子截面，按长期面压10MPa估算3.1 “指定”→指定约束3.2“定义”→连接属性3.3 添加新属性3.4 添加LRB5003.6 定义LRB500 U1 (Z向)3.6.1 定义LRB500 U2 (X向) y向同此(南车参数)3.6.2 定义LRB500 U2 (X向) y向同此（苏州海德参数）3.7 定义LNR6003.8 指定连接属性3.9 计算减震系数4、计算偏心率4.1 对象和单元（单位改为m），输出“相对原点坐标”4.2 筛选底层4.3 提取垫子截面4.4 提取点连接力/变形5、大震位移5.1 修改时程工况比例系数5.2添加荷载组合：罕遇地震下隔震层水平位移计算采用的荷载组合： 1.0×恒荷载＋0.5×活荷载±1.0×水平地震；其荷载组合为： 1.0D+0.5L±1.0Fek。
5.3调出位移数据6、大震轴力6.1罕遇地震下隔震支座最大剪力和最大轴力计算采用的荷载组合：1.0×恒荷载＋0.5×活荷载±1.0×水平地震+0.5×竖向地震；其荷载组合为：1.0D+0.5L±1.0Fek+0.5×0.2(1.0D+0.5L)=1.1D+0.55L±1.0Fek。
YJK结构隔震设计PPT培训课件
隔震层以下结构设计
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隔震层以下结构设计
• 《抗规》12.2.9 ： • 1、隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震
支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。 • 2、隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘）中直接支
承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地 震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以 下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要 求。
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查看隔震支座应力
• 为了得到隔震支座 的应力，必须在隔 震参数中正确输入 隔震支座的面积， 如果在参数中没有 输入隔震支座的面 积，隔震支座应力 菜单输出的结果将 是0
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查看隔震支座位移
• 使用“隔震支座位移 ”菜单查看各个隔震 支座位移；
• 按照《抗规》12.2.3隔 震支座在表12.2.3所列 的压应力下的极限水 平变位的限值要求。
14482.121 17916.424 21359.904 22776.092
隔震FNA时程法剪力 2020.284 3478.296 4086.388 4315.748 3139.032
剪力比 0.24 0.24 0.23
-
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对非隔震模型输入β/ψ的反应谱法计算
• 在非隔震模型中输入β/ψ并进行反 应谱法计算，得到上部结构的最 终配筋结果；
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隔震层支墩、支柱的计算
• 取隔震支座验算结果的各 组合下支座内力（轴力u1 ，剪力u2、u3）值；
• 弯矩可按轴力与水平位移 乘积取值，取较大值；
• 以上轴力、剪力、弯矩可 用于支柱的设计内力；
• 支柱设计可采用此内力用 工具箱手核。
减震设计盈建科操作流程
减震设计盈建科操作流程一、盈建科软件简介。
二、前期准备。
在开始用盈建科做减震设计之前，咱们得先把一些基础工作做好。
比如说，要先把建筑的基本信息都整理清楚。
像建筑的结构形式呀，是框架结构呢，还是剪力墙结构之类的，这个可不能搞错哦。
还有建筑的层数、高度这些数据，都得准确无误地准备好。
这就好比咱们要做饭，得先把食材都准备齐全了一样。
另外呢，我们还得对减震装置有个大概的了解。
知道自己要用什么类型的减震装置，是阻尼器呀，还是隔震支座之类的。
这就像厨师得知道自己要用什么调料一样重要呢。
三、模型建立。
1. 打开盈建科软件后，咱们先新建一个工程。
这就像是给咱们的设计建一个小房子一样，是一个新的开始哦。
在新建工程的时候，要把之前准备好的那些建筑基本信息，像结构形式、层数、高度等，按照软件的要求填进去。
可别填错啦，不然这个小房子的地基就没打好呢。
2. 接着就是画结构构件啦。
比如说柱子、梁这些。
咱们就像在搭积木一样，把柱子和梁按照建筑的实际布局画出来。
这个过程要细心一点哦，就像搭积木的时候，如果一块搭错了，整个积木塔可能就不稳啦。
在画构件的时候，要注意构件的尺寸、材料这些属性，也要按照实际情况设置好。
3. 然后就是布置墙啦。
如果有剪力墙的话，就把剪力墙布置在合适的位置上。
墙就像建筑的保护壳一样，可以让建筑更加稳固呢。
在布置墙的时候，同样要注意墙的厚度、材料等参数。
四、减震装置设置。
模型建好了，就可以设置减震装置啦。
1. 如果是使用阻尼器的话，咱们要在盈建科里找到对应的阻尼器设置选项。
这就像给咱们的建筑装上特殊的小零件一样。
要设置好阻尼器的位置、参数等。
比如说阻尼系数呀，这些参数可都是很关键的呢，就像小零件的规格一样，直接影响到减震的效果。
2. 如果是隔震支座，那也要找到隔震支座的设置地方。
要确定隔震支座放在哪些地方合适，还要设置好隔震支座的各种性能参数。
这就好比给建筑穿上特殊的鞋子，让它能更好地应对地震的晃动呢。
五、分析计算。
隔震结构与减震结构与传统结构抗震设计(完全版)ppt课件
,隔震层的总刚度为53504KN/m。每个GZY400隔震支座受到水平剪力为218.22KN。
10
最大加速度
m10/ .s62.8 隔震结构时程分析验算
1．分析模型
上 部 结 构
隔 震 层
地震波 ART EL CENTRO ART HACHINOHE
ART KOBE
力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此 确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图10.10所示，即各柱底部分别安置橡胶 支座）。
图10.10 隔震支座布置图
5
1.确定轴向力 竖向地震作用
Fevk vG
柱底轴力设计值
N 1.2 (恒载 0.5 活载）1.3 竖向地震作用 53608 .25kN
图10.11 隔震结构时程分析模型 2．输入地震波
本工程8度(0.15g)设防，时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为：
多遇地震1.10 m / s2
罕遇地震5.10m / s2
输入地震波如表10.7： 表10.7时程分析地震波参数
相位特性
时间间隔 (s)
EL CENTRO 1940 NS HACHINOHE 1969 EW JMA KOBE 1995 NS
Kh K j 2.092 44 92.048kN/ mm
由式(10.3)
eg
K j j 44 2.092 0.292 0.292
Kh
92.048
6
。
由式(10.1)
T1 2
G Khg
1.27S
5Tg
5 0.4 2.0s
。
2
1
0.05 eg 0.06 1.7eg
YJK减隔抗震专题
43
概念—
采用这种方式建模时，局部 坐标系采用斜撑的局部坐标 系表达，具体为：U1为斜 撑起点至终点方向(按建模 顺序1点到2点)；在杆件竖 直布置时，U2为整体坐标 系Y轴方向，其他情况U2为 U1与整体坐标系Z轴平面内， 并与U1垂直。U3根据右手 螺旋法则确定。
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隔震结构设计
• 隔震结构：利用隔震元件，以集中发生在隔震 层的较大相对位移，阻隔地震能量向上部结构 传递。
• 基本思想：是在建筑中设置柔性隔震层，地震 产生能量在向上部结构传递过程中，大部分被 柔性隔震层吸收，仅有少部分传递到上部结构 ，从而降低上部结构的地震作用，提高其安全 性。
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隔震结构设计
解决减震隔震计算中所有的非线性属性计算问题 也提供直接积分方法计算减隔震结构。
• 还可采用振型分解法的上部结构计算，计算结果是考虑 了隔震垫阻尼效应的、延长的周期结果的各层地震作用
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隔震层以下的结构设计
《抗规》12.2.9 ： 1、隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地 震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算 。 2、隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘） 中直接支承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固的刚度 比和隔震后设防地震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行 抗剪承载力验算。隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下 的层间位移角限值应满足表12.2.9要求。
天然地震波库数量丰富（每个特征周期下有80-200条）
简述隔震结构设计流程
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结构设计知识：隔震结构设计的基本原理
结构设计知识：隔震结构设计的基本原理隔震结构设计的基本原理隔震结构设计是指将建筑物与地基分开，在地震时，通过隔震层的作用，将地震的能量消耗掉，从而减少或避免地震对建筑物的损害。
隔震结构设计是建筑物抗震设计的重要手段之一，可以有效地提高建筑物的抗震性能和安全能力。
本文将介绍隔震结构设计的基本原理，包括隔震层的类型、隔震基础的设计、隔震结构的性能评估等方面。
一、隔震层的类型隔震层是隔离建筑物与地基的层，其作用是通过隔震层的变形，将地震的能量消耗掉，从而减少地震对建筑物的作用力。
根据隔震层的类型，可分为板式隔震层、球型隔震层、桶式隔震层、减震隔震层等几种。
1、板式隔震层板式隔震层是一种较为常见的隔震层类型。
它通常由一块较大的钢板或橡胶垫组成，与建筑结构相连接，构成一个刚度较小的体系。
在地震时，隔震层将地震能量分散到较大的变形中，使隔震层上方的建筑结构几乎不受力，从而实现隔震效果。
2、球型隔震层球型隔震层主要采用钢制空心球体来实现。
其优点是不仅能够隔离地震，而且能够消除地震对建筑物的倾斜及偏移。
球型隔震层具有弹性好、轻便、稳定性能高的特点，可以在低频区减震，从而提高建筑物在多个频率段的抗震性能。
3、桶式隔震层桶式隔震层是由高爆炸性聚氨酯材料制成的可变形体，可用于较大建筑物的隔震设计。
隔震层的上下两部分由桶式隔震层相连，从而使其能够在地震中消耗能量，达到隔震的效果。
此外，桶式隔震层还具有适应性强、制造工艺简单、耐久性好等特点。
4、减震隔震层减震隔震层常用于高层建筑的抗震设计。
减震隔震层通常由铅芯橡胶支座或外挂钢容器加上粘滞阻尼器构成，能够在地震时提供阻尼效果和能量吸收，从而大大提高建筑物的抗震性能。
二、隔震基础的设计隔震基础的设计是隔震结构设计的重要组成部分，它是将隔震层与地基连接的关键。
隔震基础的设计应考虑到地震力的突然变化、天然地基的变化、生物腐蚀等因素。
1、基础的选择隔震基础的选择应根据地基的土性、建筑物的重量、结构系统的性质等因素来决定。
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上部结构计算-选取地震波
隔震结构设计
隔震结构：利用隔震元件，以集 中发生在隔震层的较大相对位移 ，阻隔地震能量向上部结构传递 。
隔震技术的重点是“隔离地震”
01
02
03
基本思想：是在建筑中 设置柔性隔震层，地震 产生能量在向上部结构 传递过程中，大部分被 柔性隔震层吸收，仅有 少部分传递到上部结构 ，从而降低上部结构的 地震作用，提高其安全 性。
•选用计算水平向减震系数β时同样的地 震波；
•在弹性时程参数“主方向峰值加速度” 中输入大震下的峰值加速度。
设置相关工况组合
由于YJK目前的FNA法不能同时施加竖向地震 波，所以竖向地震按简化算法取值。 长期荷载效应最大压应力：1.0D+0.5L 短期荷载效应最大压应力： 1.0D+0.5L+1.0Fek+0.4*（0.2（1.0D+0.5L）） =1.08D+0.54L+1.0Fek
7
隔震结构设计方法
隔震结构设计一般采用分部设计方法。即将整个隔震结构分为上部结构、隔震层、 下部结构及基础，分别进行设计
上部结构
隔震层
下部结构
基础
沿用一般抗震结构的 设计方法，水平地震 作用采用隔震以后的 标准值。隔震支座不 能隔离竖向地震作用， 所以与竖向地震作用 相关的不降低（如轴 压比等）。
《抗规》12.2.2-2条：
一般情况下，宜采用时程分析法进行计 算；输入地震波的反应谱特性和数量， 应符合本规范第5．1．2条的规定，计 算结果宜取其包络值。
采用非隔震模型选波。
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》
---7条波取平均，3条波取包络；天然波数 量不少于波总数的2/3；弹性时程分析时每 条波计算所得结构底部剪力不应小于振型分 解反应谱法计算的65%；多条波时平均值不 应小于80%；有效持时为结构基本周期的 5~10倍；确定减震系数时按中震计算。 ---地震波在主要周期（一般可取前3个周期） 点上的相似性要求：应同时满足隔震和非 隔震在主要周期点上的相似性要求；确有 困难时对非隔震结构主要周期点上的相似性 要求可适当放宽
YJK：软件计算最小剪力系数依赖地震影响系数最大 值，由于软件提供了单独的减震系数输入，不需修改 地震影响系数最大值，因此不影响最小剪重比调整。
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竖向地震
《抗规》12.2.1 《抗规》12.2.5-4
“隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向 减震系数确定；其竖向地震作用标准值，8度 (0.20g)、8度(0.30g)和9度时分别不应小于隔震 层以上结构总重力荷载代表值的20％、30％和 40％。”
在满足长期荷载下压 应力要求外，还需满 足短期荷载下的压应 力、拉应力以及隔震 支座的位移。
地震作用计算、抗震 验算和抗震措施，应 进行设防地震的抗震 承载力验算，并按罕 遇地震进行抗剪承载 力验算。隔震层以下 地面以上的结构在罕 遇地震（大震）下的 层间位移角控制。
地基基础的抗震验算 不考虑隔震产生的减 震效应，按本地区设 防烈度进行设计。
最大拉应力=最小压应力：0.9D-1.0Fek-0.5* （0.2（1.0D+0.5L））=0.8D-1.0Fek-0.05L 支座最大位移：1.0D+0.5L+1.0Fek
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设置需查看内力及应力的相关工况组合
第一行是为《抗规》12.3.3-3：橡胶隔震支座在 重力荷载代表值的竖向压应力不应超过表 12.2.3的规定，恒活荷载读取反应谱结果； 第二行是为《抗规》12.2.3； 第三行是为《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 第2.4.2条：隔震支座在罕遇地震作用下的最大 压应力不宜大于30MPa；
上部结构设计主要步骤：
1
将模型文件复制两份，一个布置上隔震支座属 性，此时叫隔震模型；另一个不布置隔震支座
属性，隔震支柱底端设铰，此时模型叫非隔震
模型；
2 对隔震模型和非隔震模型分别进行中震时程分析 计算；
3 人TI工TL对E比两个模型时程分析结果（楼层剪力或弯 矩）得出水平向减震系数β；
4 非隔震模型输入水平减震系数的反应谱法计算。
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》第2.2.4条：确定减震系数 时按中震计算；需考虑近场影响时地震波输入应考虑近场影响系 数。
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非隔震模型和隔震模型的中震反应谱计算
为了计算出水平向减震系 数β，需要分别对非隔震模 型和隔震模型进行弹性时 程分析计算，但是在YJK中， 弹性时程分析是需要接力 反应谱计算的，因此对两 个模型的反应谱计算除了 基本的设计参数设置外， 还应在地震计算参数中， 按照中震计算的要求设置 地震影响系数最大值。
隔震结构设计
4
隔震结构设计
5
隔震结构设计
• 隔震结构通过设置隔震层，延长上部结构的周期。如将 结构周期从隔震前的0.5s延长到隔震后的3.0s，根据设 计地震的拟加速度反应谱，结构所承担的地震力显著降 低。-潘鹏老师
6
隔震体系的组成
• 一般隔震结构是：较规则的多层结构的基础隔震或地下室顶板处隔震 ；也有在裙房和塔楼处设置隔震层的。
1 ….其橡胶支座在罕遇地震的水平 和竖向地震同时作用下，拉应力不 应大于1Mpa。 《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 第2.4.2 条：隔震支座在罕遇地震 作用下的最大压应力不宜大于
30MPa
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对隔震模型的罕遇地震（大震）的时程计算
•复制一份隔震模型，对此模型进行在罕 遇地震（大震）的时程（FNA法或直接积 分法）计算；
24
4 对非隔震模型输入减震系数的反应谱法计算
在非隔震模型中输入β/ψ 并进行反应谱法计算，得 到上部结构的最终配筋结 果
按照《抗规》12.2.7第2条 抗震措施降低1度，按照7 （0.10g）高度小于24m得 到抗震等级为三级
25
轴压比限值
《抗规》 12.2.7-2
“隔震层以上结构的抗震措施，当水平向减震系数大于0.40 时(设置阻尼器时为0.38)不应降低非隔震时的有关要求；水平 向减震系数不大于0.40时(设置阻尼器时为0.38)，可适当降低 本规范有关章节对非隔震建筑的要求，但烈度降低不得超过1 度，与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不应降低。”
非隔震模型完成上部结 构的“生成数据+全部计 算”，此为中间结果， 不是最终结果
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对非隔震模型进行中震下的弹性时程计算
然后进入“弹性时程”菜单，需在 这里选择地震波，进行设防地震下 的弹性时程计算
注意要把在弹性时程参数“主方 向峰值加速度”中输入中震下的 峰值加速度。
18
对非隔震模型进行中震下的弹性时程计算
上部结构计算-模型
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》
上部结构模型中应在底部增加上支墩层（亦称短柱层），该层质点由上支墩及与之 相连的梁、板、墙构成。
上支墩层中的上支墩可按短柱输入，上部结构可按短柱底铰接和固接两种模型进行 包络设计。 必要时可采用整体（上部结构+隔震层+下部结构）分析法对隔震结构进行辅助分析。
YJK隔震结构设计应用
韩艳薇
1
抗震结构设计
01
抗震结构 地震时建筑物受到的地震作用由底向上逐渐放 大，从而引起结构构件的破坏
02
基本思想
抗震设计思想是抵御地震作用立足于“抗”，即依靠建筑物 本身的结构构件的强度和塑性变形能力，来抵抗地震作用和 吸收地震能量。 Nhomakorabea03
特点：在强震作用下，会产生很大变形，造成各种破坏或者倒塌。为 了保证结构安全，要加大构件设计强度、耗材多，且地震力是惯性力 ，构件断面大，材料多，质量大，其受地震作用也相应增大。想在经 济和安全之间找平衡点很困难。
放大系数=最小重力系数/（ β * α *0.65*0.75*1.5）， 用该放大系数乘以竖向地震分项系数。-
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竖向地震
放大系数=最小重力系数/（ β * α *0.65*0.75*1.5）， 用该放大系数乘以竖向地震分项系数。-
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二、隔震层设计（一）
隔震支座验算
按大震计算（更须考虑非线性）； 需考虑竖向地震计算； 弹性时程分析的FNA法和直接积分法；
第四行是为《抗规》12.2.4：橡胶支座在罕遇 地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不 应大于1Mpa；
注：与抵抗竖向地震作用有关的抗震措施，对钢筋混凝土结构，指 墙、柱的轴压比规定。
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轴压比限值
规范规定抗震构造措施不降低， 在前处理特殊构件定义中按不 降低烈度的指定轴压比限值。 按照抗规表6.3.6，二、三级柱 轴压比限值差0.10，所以需要 指定轴压比限值减小0.10达到 抗震构造措施二级标准。
“9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时，隔震 层以上的结构应进行竖向地震作用的计算。”
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竖向地震
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时，应进行上部结构 的竖向地震作用计算；其它情况可不进行竖向地震作用计算。
由于上部结构计算采用统一的折减系数，因此可以通过修 改竖向地震分项系数的方法处理：
33
隔震支座验算
《抗规》12.2.3
《抗规》12.2.4
隔震层的橡胶隔震支座应符合下列 要求：
1 隔震支座在表12.2.3所列的压应力 下的极限水平变位，应大于其有效 直径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度 3倍二者的较大值。 3 橡胶隔震支座在重力荷载代表值的 竖向压应力不应超过表12.2.3的规定。
人工对比每条波隔震和非隔震的上部结构各楼层剪力值，所有比值中取最大值 作为水平地震减震系数；主方向0度和90度