隔震和消能减震
上海建筑消能减震及隔震技术标准

上海建筑消能减震及隔震技术标准随着城市建设的不断发展,建筑结构的安全与抗震性越来越受到人们的关注。
尤其是在上海这样一个地处地震带的城市,建筑消能减震及隔震技术标准显得格外重要。
本文将深入探讨上海的建筑消能减震及隔震技术标准,带你一起了解这一重要领域的最新进展。
一、建筑消能减震技术概述1.1 什么是建筑消能减震技术?建筑消能减震技术是一种利用特定的材料和结构设计,来减少地震对建筑物造成的破坏和损失的技术。
它主要包括减震、隔震和消能三大技术手段。
1.2 建筑消能减震技术的重要性在地震发生时,建筑物的抗震性能直接关系到人们的生命安全和财产安全。
加强建筑的抗震能力,采用合适的消能减震技术,对于城市的安全建设至关重要。
二、上海建筑消能减震技术标准2.1 上海地震设计规范上海地震设计规范中明确了建筑抗震设计的基本要求和技术规定。
其中,对建筑消能减震技术提出了具体的指导和要求,为上海地区的建筑消能减震技术标准提供了依据。
2.2 上海建筑消能减震技术的最新发展近年来,上海在建筑消能减震技术领域取得了许多重要进展。
包括开展了一系列研究项目,推广了先进的消能减震技术,以及加强了建筑企业的技术培训和指导等方面。
2.3 上海建筑消能减震技术标准的应用上海建筑消能减震技术标准已经在许多重点建筑项目中得到应用,并取得了良好的效果。
通过实际案例的分析和总结,可以为未来类似项目的施工和设计提供经验和参考。
三、个人观点和理解在我看来,上海建筑消能减震技术标准的制定和实施对于城市的安全发展至关重要。
只有不断完善和提高建筑的抗震能力,才能有效保障人民的生命财产安全。
我对上海在建筑消能减震技术领域的努力和成就表示由衷的钦佩和赞扬。
总结回顾通过本文的探讨,我们更深入地了解了上海建筑消能减震及隔震技术标准的重要性和发展情况。
建筑消能减震技术的应用将极大地提升城市建筑的抗震能力,保障人们的生命安全。
我们希望上海在这一领域持续取得更多的进步,为城市的可持续发展做出更大的贡献。
建筑隔震与消能减震

第十五讲建筑隔震与消能减震设计规定一、隔震与消能减震是减轻建筑结构地震灾害的新技术地震释放的能量以震动波为载体向地球表面传播。
通常的建筑物因和基础牢牢地连接在一起,地震波携带的能量通过基础传递到上部结构,进入到上部结构的能量被转化为结构的动能和变形能。
在此过程中,当结构的总变形能超越了结构自身的某种承受极限时,建筑物便发生损坏甚至倒塌。
1、什么是房屋结构的“隔震设计”《隔震》,即隔离地震。
在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层,隔离地震能量向上部结构传递,减少输入到上部结构的地震能量,降低上部结构的地震反应,达到预期的防震要求。
地震时,隔震结构的震动和变形均可只控制在较轻微的水平,从而使建筑物的安全得到更可靠的保证。
表15.1列出了隔震设计和传统设计在设计理念上的区别。
表 15.1 隔震房屋和抗震房屋设计理念对比隔震器的作用是支承建筑物重量、调频滤波,阻尼器的作用是消耗地震能量、控制隔震层变形。
隔震器的类型很多。
目前,在我国比较成熟的是“橡胶隔震支座”。
因此,本《规范》所指隔震器系指橡胶隔震支座(规范12.1.1条注1)。
在隔震设计中采用其他类型隔震器时,应作专门研究。
2、什么是房屋建筑的“消能减震设计”在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件(由阻尼器、连接支撑等组成),通过阻尼器局部变形提供附加阻尼,吸收与消耗地震能量。
这样的房屋建筑设计称“消能减震设计”。
采用消能减震设计时,输入到建筑物的地震能量一部分被阻尼器所消耗,其余部分则转换为结构的动能和变形能。
这样,也可以达到降低结构地震反应的目的。
阻尼器有粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、金属阻尼器、电流变、磁流变阻尼器等。
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。
试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用

建筑与工程Һ㊀试论隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用马㊀斌摘㊀要:现代建筑结构抗震措施通常应用积极隔震㊁消能减震㊂无论积极隔震还是消能隔震,就是采取在基底和结构之间设置减振器或减振材料㊂隔震和消能减震技术在建筑工程结构设计中应用,需要经过计算,进行多方案比较选择最佳方案㊂关键词:隔震;消能减震;传统抗震;建筑工程结构设计;应用一㊁隔震与消能减震的原理及其方法(一)隔震与消能减震原理的分析隔震与减震的基本原理是在建筑结构构件之间或建筑物与基础之间设置隔震与减震装置,通过隔震与减震装置的耗能特性,减小振动能量向周围环境的传递,达到减小振动对周围环境影响的目的㊂(二)隔震与消能减震的方法1.吸能减震吸能减震是通过附加子结构,使结构的震动发生位移,即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配,从而达到减小结构震动的目的㊂目前,工程结构应用的吸震减震装置主要有调谐质量阻尼器(以下简称 TMD ),调液(柱)阻尼器(以下简称 TLD 或 TLCD )悬吊质量摆阻尼器(以下简称 SMPD )和质量放大器㊂屋面上的水箱也起到一定的减震效果,相当于TMD㊂2.黏弹性阻尼结构黏弹性阻尼结构的风洞试验㊁地震模拟振动台试验及大量的结构分析表明,在结构中安装黏弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应40% 80%,可确保主体结构在强风和强震中的安全性,并使结构在强风作用下,结构的舒适度控制在规定的范围内㊂3.金属阻尼器是在框架中加屈曲约束支撑,在常规荷载下,起到支撑的作用,而在地震作用下,金属支撑通过塑性变形来消耗地震的能量,从而起到保护主体结构的作用㊂这在抗震加固的工程中得到广泛的应用㊂拟建的首都规划大厦设置了柱间 人 字型支撑,大大减小了地震力的影响㊂二㊁建筑结构的传统抗震方法分析地震具有不可预测性及危害性大等特征㊂过去为了抵御地震灾害,通常的建筑工程结构设计采用的是抗震设计,强调的是 抗 ,即采用 延性结构体系 适当控制结构物的刚度,但容许结构构件(如梁㊁柱㊁墙㊁节点等)在地震时,进入非弹性状态,并且具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反映,使结构物 裂而不倒 ㊂这种体系在很多情况下是有效的,但也存在很多局限性:首先,由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态,对某些重要的结构物是不容许的(纪念性建筑㊁装饰昂贵的现代化建筑㊁原子能发电站等);其次,对于一般性建筑,当遭遇超过设防烈度地震时,由于主体结构已发生严重非弹性变形,在地震后难以修复或在强地震中严重破坏,甚至倒塌,其破坏程度难以控制;最后,随着地震强度的增大,结构的断面和配筋都相应增大,造成经济的 浪费 ㊂三㊁隔震和消能减震在建筑工程结构设计中的应用分析(一)建筑地基采用特殊材料进行隔震地基是建筑物与地震接触的最直接的地带,也是地震的最直接作用区,所以对于地基的隔震设置是达到效果的最直接快速的手段㊂所谓建筑物地基隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,通过铺设的垫层来削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害,这种方法是一种历史最悠久的隔震方法,原理在于使地震的力量经过中介被消耗和削弱,达到保护建筑物的目的㊂随着科学技术的发展,近年来,国际上的科研人员和专家在这方面的研究已经取得了突破性进展,经过反复的试验和研究他们发现,以沥青为原料研究出的一种特殊材料设置的隔震层效果最好,所以这种材料将广泛地应用于以后的建筑物的隔震层㊂(二)建筑基础设置隔震装置减震的应用分析基础设置隔震装置减震主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,它与地基隔震的最主要区别就在于隔震层的位置的变化,这种隔震层位置的改变可以减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,这种隔震装置是一种非常传统的防震方法,因其历史悠久且效果优良,所以直到今天,仍被许多工程沿用㊂但是,这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的,反而增加了建筑物的自重,对隔震造成不利的影响㊂在进行建筑基础的隔震装置的设置时,通常采用的办法有:摩擦滑移隔震㊁黏弹性隔震等几种,设置的装置也比较灵活,不局限于建筑材料,其他材料有橡胶垫㊁混合隔震装置等也可用于做隔震层,可根据建筑物的具体情况进行选择㊂(三)建筑物结构悬挂隔震的应用分析悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的㊂这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震㊂这种结构对于设计师的设计要求比较高,因为要将结构的主体框架和子框架的结合做到完美的结合,才能保证在地震来临时,子结构不受干扰㊂因为它的作用原理是,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力,这种结构的优点是防震效果好,可以有效地阻断地震力对于建筑物的伤害,但是缺点是工程造价高,一般的住宅建筑不宜使用,因为大量的钢结构会大大增加建筑的成本㊂四㊁结语综上所述,隔震与消能抗震同传统抗震体系相比,更加有效㊁安全㊁适用㊁可靠,并且可以降低造价,在突发性的地震中不破坏㊁不倒塌,既保护建筑结构本身,又保护建筑物内部设备及人员安全,经济适用,将成为建筑抗震的主体,在建筑工程结构设计中得到广泛应用㊂参考文献:[1]张晓鹏.民用建筑抗震施工构造及防护措施探析[J].现代商贸工业,2017(22).作者简介:马斌,青海省建筑勘察设计研究院股份有限公司㊂941。
解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类

2,解析基础隔震、消能减震、振动控制的原理和分类。
工程中的隔震(振)分两种情况:(书本内容)(1)阻止振动的输出。
(主动隔震)(2)阻止振动的输入。
(被动隔震)第一种隔振情况实际上是力的隔离,即使动力机器产生的不平衡力或地铁车辆产生的冲击力降低,不传入或减少传入到地基中。
第二种隔振情况实际上是基底振动的隔离。
隔震的原理:隔震的基本思想就是在建筑与基础之间设置一个柔软的隔震层,利用水平刚度相对很小的隔震装置减少地震对上部结构的作用。
在建筑的上部与下部结构之间设置隔震支座,当发生地震时,隔震支座上下结构发生相对水平位移使隔震支座发生弹性变形耗散能量、使结构的基本周期由常规的0.3s~1.2s延长至隔震结构的2.0s~4.0s、使上部结构的震动近似为缓慢的“整体平动”和使结构处于弹性状态,从而地震作用大大减少。
建筑隔震的分类:1,按技术类型划分:1)叠层橡胶支座隔震技术2)摩擦滑移隔震技术3)滚动隔震技术4)碟形弹簧竖向隔震技术5)复合隔震技术2,按隔震层位移划分:1)基础隔震2)层间隔震3)大跨空间屋架或网架支座隔震4)房屋内部局部隔震消能减震的原理:结构消能减震技术是在结构某些部位(如支撑、剪力墙、连接缝或连接构件)设置耗能(阻尼)装置(或元件)。
在主体进入非弹性状态前装置(或元件)率先进入耗能工作状态,通过该装置产生摩擦、弯曲(或剪切、扭转)弹塑性(或粘弹性)滞回变形来耗散能量或吸收地震输入结构的能量,以减少主体结构的地震反应。
耗能元件分为:1)数度相关型耗能元件,如线性粘滞或粘弹性阻尼器。
2)位移相关型耗能元件,如金属屈服型或摩擦型阻尼器。
3)调谐吸震型耗能元件,如TMD,TLD。
振动控制原理:在工程结构的特定部位装设某种装置(例如隔震垫等)或某种机构(例如消能支撑、消能剪力墙、消能节点、消能器等)或某种子结构(例如调频质量等)或施加外力(外部能量输入)或调整结构的动力特性,使工程结构在地震(或风)的作用下,其结构的动力响应(加速度、速度、位移)得到合理的控制,确保结构本身及结构中的人员仪器设备的安全和处于正常的使用环境状况。
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。
建筑结构的隔震与消能减震分析

性和耐久性等。
03
建筑结构的消能减震设计
消能减震技术的原理
消能减震技术的原理是通过在建筑结构中设置消能减震装置,如阻尼器、隔震支座等,以减小地震作 用对建筑结构的影响。这些装置在地震发生时能够吸收、分散地震能量,从而保护建筑结构的安全。
消能减震技术是一种有效的抗震手段,能够显著提高建筑结构的抗震性能,降低地震对建筑结构造成 的破坏。
消能减震设计的方法
消能减震设计需要结合建筑结构的具体情况,制定针对性的 设计方案。设计方案应包括选择适当的消能减震装置、确定 装置的布置位置、设计装置的参数等。
在进行消能减震设计时,需要考虑建筑结构的地震危险性评 估结果,以确保消能减震装置能够有效应对地震风险。同时 ,还需要进行详细的计算分析,以确定消能减震装置的性能 参数。
基于新结构的研究进展
悬挂结构
悬挂结构通过将建筑结构悬挂于基础之上,以减少地震 作用对建筑结构的影响。这种结构具有较好的隔震效果 ,但需要解决悬挂装置的设计和施工问题。
滑动支座
滑动支座是一种将建筑结构与基础之间设置滑动层的新 型隔震装置,地震时能够有效地减小地震作用对建筑结 构的影响。然而,滑动支座需要解决滑动面的设计和施 工问题,以保证其在地震时的隔震效果。
,减少了地震引起的结构损伤。
05
新型隔震与消能减震技术的研究进展
基于新材料的研究进展
要点一
高分子材料
高分子材料具有优良的隔震性能,目前已被广泛应用于隔 震支座、隔震沟等隔震措施中。其中,橡胶隔震支座具有 优良的竖向承载能力和隔震性能,成为应用最广泛的隔震 支座之一。
要点二
复合材料
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。
上海建筑消能减震及隔震技术标准

上海建筑消能减震及隔震技术标准1. 概述随着建筑工程的不断发展和城市化进程的推进,地震对建筑物的安全性和稳定性提出了严峻挑战。
为了保障人民生命财产安全,上海市制定了一系列建筑消能减震及隔震技术标准,以提高建筑物在地震中的抗震能力和安全性。
本文将深入探讨上海建筑消能减震及隔震技术标准的内容和意义,并对其发展和应用进行评估。
2. 深度评估2.1 消能减震技术消能减震技术是指通过将非结构性组件、结构韧性设备等元素引入建筑结构中,从而减小地震对建筑物产生的破坏程度。
上海市规定了消能减震技术的相关标准,要求建筑物在设计和施工过程中充分考虑地震影响,并采取相应的减震措施。
2.2 隔震技术隔震技术是指通过设置隔震支座或减震器等装置,将建筑物与地面隔绝,使其在地震时相对独立地受力,减小震害。
上海市要求建筑物采用隔震技术时,必须符合相关的技术标准,且隔震支座的布设和选用必须符合规范要求,以确保隔震系统的稳定性和可靠性。
2.3 技术标准的意义上海建筑消能减震及隔震技术标准的制定和应用,为建筑物的安全性提供了可行的解决方案。
这些标准明确了建筑物在地震中所承受的力学性能要求,指导了建筑结构的设计、施工和使用,为保障人员生命安全和财产安全提供了有效手段。
3. 广度评估3.1 标准的适用范围上海建筑消能减震及隔震技术标准适用于各类建筑物,包括居住建筑、商业建筑、公共建筑等。
这些标准的制定不仅考虑了不同类型建筑的功能需求,也充分照顾到地震对建筑物可能造成的影响。
3.2 标准的实施情况上海建筑消能减震及隔震技术标准已经在很多建筑项目中得到了广泛应用。
各类建筑商和设计师在进行建筑设计时,必须遵守相关标准的要求,并在设计方案中充分考虑地震的影响和消能减震及隔震技术的运用。
3.3 标准的创新与发展随着地震科学和建筑工程技术的不断进步,上海市的建筑消能减震及隔震技术标准也在不断创新和发展。
包括新材料、新技术、新构造理念等的引入,将进一步增强建筑物在地震中的抗震能力和安全性。
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12 隔震和消能减震设计12.1 一般规定12.1.1 本章适用于设置隔震层以隔离水平地震动的房屋隔震设计, 以及设置消能部件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。
2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,以消耗输入上部结构的地震能量,达到预期防震减震要求。
【说明】2001版隔震层位置仅限于基础与上部结构之间,本次修订,隔震设计的适用范围有所扩大,考虑国内外已有隔震建筑的隔震层不仅是设置在基础上,而且设置在一层柱顶等下部结构或多塔楼的底盘上。
12.1.2 建筑结构隔震设计和消能减震设计确定设计方案时,除应符合本规范第3.5.1条的规定外,尚应与采用抗震设计的方案进行对比分析。
【说明】本条2001版的条文为强制性条文,考虑到随着技术的发展,隔震和消能减震设计的方案分析不需要特别的论证,本次修订不作为强制性条文,只保留其与3.5.1条关于抗震设计的规定不同的特点——与抗震设计方案进行对比,这是确定隔震设计的水平向减震系数和减震设计的阻尼比所需要的,也能显示出隔震和减震设计比抗震设计在提高结构抗震能力上的优势。
12.1.3 建筑结构采用隔震设计时应符合下列各项要求:1结构高宽比宜小于4且变形特征接近剪切变形,其最大高度应满足本规范非隔震结构要求;高宽比大于4的结构采用隔震设计时,应进行详细分析,必要时通过试验确定。
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以适应隔震层的罕遇地震水平位移。
【说明】本次修订,对隔震设计的结构类型拟不作限制,修改2001版规定的基本周期小于1s和采用底部剪力法进行非隔震设计的结构。
在隔震设计的方案比较和可行性论证时仍应注意:1隔震技术对低层和多层建筑比较合适,但不应仅限于基本自振周期在1s内的结构,因为超过1s的结构采用隔震有可能同样有效,国外大量隔震建筑也验证了此点,故取消了2001版结构周期小于1s的限制。
2 根据橡胶隔震支座抗拉屈服强度低的特点,需限制非地震作用的水平荷载,结构的变形特点需符合剪切变形为主且房屋高宽比小于4的要求。
对高宽比大的结构,需进行整体倾覆验算,防止支座压屈或出现拉应力超过1MPa。
3国外对隔震工程的许多考察发现:硬土场地较适合于隔震房屋;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,延长结构的周期将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。
2001版的要求仍然保留,当在Ⅳ类场地建造隔震房屋时,应进行专门研究和专项审查。
4隔震层防火措施和穿越隔震层的配管、配线,有与隔震要求相关的专门要求。
2008年汶川地震中,位于7~8度区的隔震建筑,上部结构完好,但隔震层的管线受损,故需要特别注意改进。
12.1.4 消能减震设计可用于钢、钢筋混凝土、钢-混凝土混合等结构类型的房屋。
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。
【说明】本条仅在文字表达上有所改进。
12.1.5 隔震和消能减震设计时,隔震装置和消能部件应符合下列要求:1隔震装置和消能部件的性能参数应经试验确定。
2 隔震装置在结构的设计使用年限内应达到免维护要求。
3 消能部件的设置部位,应采取便于检查和替换的措施。
4 设计文件上应注明对隔震装置和消能部件的性能要求,安装前应按规定进行检测,确保性能符合要求。
【说明】 本条继续作为强制性条文。
与2001版相比,主要变化是:1. 将隔震支座和阻尼器等组合在一起,统称隔震装置。
2. 隔震装置的免维修年限,明确为“结构的设计使用年限”,即50年。
3. 为了确保隔震和消能减震的效果,隔震装置和消能部件的性能参数应严格检验。
其中隔震装置中的隔震支座采用相应产品的国家标准和行业标准进行检验;而尚未有国家标准和行业标准的隔震装置和消能部件中的消能器,应采用本章12.3节规定的方法进行检验。
对黏滞流体消能器等可重复利用的消能器,抽检数量适当增多,抽检的消能器可用于主体结构;对金属屈服位移相关型消能器等不可重复利用的消能器,在同一类型中抽检数量不少于2个,抽检合格率为100%,抽检后不能用于主体结构。
型式检验和出厂检验应由第三方完成。
12.1.6 建筑结构的隔震设计和消能减震设计,尚应符合相关专门标准的规定;也可按抗震性能目标的要求进行性能化设计。
【说明】 本条与2001版的规定相比,明确提醒可采用隔震、减震技术进行结构的抗震性能化设计。
12.2 房屋隔震设计要点12.2.1 隔震设计应根据预期的竖向承载力、水平向减震系数和位移控制要求,选择适当的隔震装置及抗风装置组成结构的隔震层。
隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的验算。
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%和40%。
【说明】 本条继续作为强制性条文。
文字略加修改,删去关于抵抗地基微振动的刚度要求,因微振动对隔震装置的影响可忽略不计。
12.2.2 建筑结构隔震设计的计算分析,应符合下列规定:1 隔震体系的计算简图,应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点;对变形特征为剪切型的结构可采用剪切模型(图12.2.2);当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时,应计入扭转效应的影响。
隔震层顶部的梁板结构,应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。
2 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,计算结果可取其平均值;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。
3 砌体结构及基本周期与其相当的结构可按本规范附录L 简化计算。
【说明】 图12.2.2是对应于底部剪力法的等效剪切型结构的示意图;其他情况,质点j 可有多个自由度,隔震装置也有相应的多个自由度。
本次修订,当隔震结构位于发震断裂主断裂带10km 以内时,要求各个设防类别的房屋均应计及地震近场效应。
12.2.3 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倍和各橡胶层总厚度3倍二者的较大值。
图12.2.2 隔震结构计算简图2在经历相应设计基准期的耐久试验后,隔震支座刚度、阻尼特性变化不超过初期值的±20%;徐变量不超过各橡胶层总厚度的5%。
3 各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。
表12.2.3 橡胶隔震支座压应力限值注: 1 平均压应力设计值应按恒荷载和活荷载的组合计算;其中,楼面活荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定乘以折减系数;2 结构倾覆验算时应包括水平地震作用效应组合;对需进行竖向地震作用计算的结构,尚应包括竖向地震作用效应组合;3 当橡胶支座的第二形状系数(有效直径与橡胶层总厚度之比)小于5.0时应降低平均压应力限值:小于5不小于4时降低20%,小于4不小于3时降低40%;4 外径小于300mm的橡胶支座,丙类建筑的平均压应力限值为10MPa。
【说明】本次修订,考虑到随着橡胶隔震支座的制作工艺越来越成熟,隔震支座的直径越来越大,建议对隔震支座选型时尽量选用大直径的支座,对300mm直径的支座,由于其直径小,稳定性差,故将其设计承载力由12MPa降低到10MPa。
12.2.4隔震层的布置、竖向承载力、侧向刚度和阻尼应符合下列规定:1 隔震层宜设置在结构的底部或下部,其橡胶隔震支座应设置在受力较大的位置,间距不宜过大,其规格、数量和分布应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。
隔震层在罕遇地震下应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形;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。
2隔震层的水平等效刚度和等效黏滞阻尼比可按下列公式计算:K h=ΣK j(12.2.4-1)ζeq=ΣK jζj/K h(12.2.4-2) 式中 : ζeq——隔震层等效黏滞阻尼比;K h——隔震层水平等效刚度;ζj——j隔震支座由试验确定的等效黏滞阻尼比,设置很多的消能器时,应包括该消能器的相应阻尼比;K j——j隔震支座(含消能器)由试验确定的水平等效刚度。
3隔震支座由试验确定设计参数时,竖向荷载应保持表12.2.3的压应力限值;对设防烈度地震的验算,应取剪切变形100%的等效刚度和等效黏滞阻尼比;对罕遇地震验算,宜采用剪切变形250%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比,当隔震支座直径较大时可采用剪切变形100%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比。
【说明】橡胶支座随着水平剪切变形的增大,其容许竖向承载能力将逐渐减小,为防止隔震支座在大变形的情况下失去承载能力,故要求支座的剪切变形应满足σ≤σcr(1-γ/S2),式中,γ为水平剪切变形,S2为支座第二形状系数,σ为支座竖向面压,σcr为支座极限抗压强度。
同时支座的竖向压应力不大于30MPa,水平变形不大于0.55D和300%的较大值。
规定隔震支座拉应力σt<1MPa理由是:1)广州大学工程抗震研究中心所作的橡胶垫的抗拉试验中,其极限抗拉强度为2.0~2.5MPa;2)美国UBC规范采用的容许抗拉强度为1.5MPa。
本次修订,将2001版隐含加载频率影响的“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;之所以去掉有关频率对刚度影响的语句,因相关的产品标准已有明确的规定。
2001版对支座设计参数的要求,对应于本规范非隔震结构“两阶段设计”的要求,采用对应于多遇地震和罕遇地震的参数,本次修订,改为采用设防烈度和罕遇地震的参数。
12.2.5隔震层以上结构的地震作用计算,应符合下列规定:1对多层结构,水平地震作用沿高度可采用矩形分布;其水平向减震系数为按设防烈度下弹性计算时隔震与非隔震两种情况各层层间剪力的最大比值。
对高层建筑结构,尚应按设防烈度下计算隔震与非隔震两种情况各层倾覆力矩的最大比值,并与层间剪力的最大比值相比较,取二者的较大值。
注:水平向减震系数,宜按隔震支座水平剪切应变为100%时求得。