12.2】 房屋隔震设计】要点:
:
12】.2:.1 《。本规范对隔震的基本!要求是通过》隔震:。层的大变《形来减少其上部【结构的地震》作,用,从而减少地震—破坏隔震设》计需解决的主—。要,问题是隔震层—位置的确定隔震垫的!数量、规格和布置隔!震层在罕遇地震下】的承载力和》变,形控制隔《震层:不隔离?竖向地?震作用?的影:响上部结构的—水平向减震系数及】其与:隔震层?的,连接构造等
】
,
隔震层!。的位置通常位于第一!层以:下当位于第一—层及以上时隔—震体系?的特点与普通隔【。震结构可有》较大差异隔震层【以下的结构设—计计算也更复—杂
】 为便于—我国:设计:人员掌?握隔震设计方法本规!范提出了“水—平向:减震系数”的—概念按减震系—数,进行设计隔震层以】上结构的水平—地,。震作用和抗震—验算构件承载力留有!一定的安全储备【对于丙类建》筑相应的构造要【求也可有《。。所降低但必须—注意结构所受的【地震作?用,既有:水平向也《有竖向?目前的橡胶隔震【支座只具有隔—离水平地震的功【能对竖向地震—没有隔震《。效果隔震后结—构的竖向地震力可能!。大,于水:平地震力应予以重】视并做?相应的验《算采取适当的措【施
《
12.2.2! 本条规》定了:。隔,震体系的计算模型】且一:般要求采用时程分】析法:进行设计计算在附】录L中提供了—简化计算方》法
》。
图1】2.2.《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!、12?.2.4 规定】了隔震层《设计的基本要—求
?。
?。
? 1 关于【。橡,胶隔震支座》的压:应力和?最大拉应力限值
!
! ,。 , ,1)根据Harin!gx弹?性理论按稳定—要,。求以压缩荷载—下叠:层橡胶水平刚—度,为零的压《应力作为《。屈曲应力σcr该屈!曲,应,力取决于橡》。胶的硬度、钢板【厚度与橡胶厚度的比!值、第一形状—参数s1(有—效直径与中央孔洞直!径之差D-D—0与橡胶层》4倍厚度4》。tr之比)和—。第二形?状参数s2(有【效直径D与橡胶【层总厚?度ntr之比)等
!
】 《 通常隔《震支座中间钢板厚】度是单层《橡胶厚?度的一半《取,比值为?0,.5对?硬度为30》。~60共七》种,橡,胶以及s《1=11、13、】15、1《。7、19、》20和s2》=3、4、5、6、!7累计210—。种组合进行》了计算结果表明满足!。s1:≥1:5和s2《≥5且橡胶硬度【不,。小,于40时最小—的屈曲应力值为【34.0MPa【
》
? 》 将橡胶《支座在?地震下发生剪切【变形后?上下钢板投影的重叠!部分作为《有效受压面》积以该有《效受压面积得到的】平均应力达到最小屈!曲应力作为控制橡】胶支:座稳:定的条?件取:容许剪切《变形为0.55【D(D为支座有【效直径)则可得本】条规定的《丙类建筑《的压应力限值
!。
【
》 对s?2<5且橡胶硬度不!小于40《的支座当《s2=4《,σmax=1【2.0?M,Pa;当s》2,=3:σm:ax=?。9,.0MP《a因此规定》当s2?<5时?平均压应力限—值需予以《降低
】 【 2)规定隔震支】座控:制拉应力主要考虑下!列三个因素
!
— ①!。橡胶受拉后》内部:。有损伤降低了支【座的弹性性》能;
》。。
《 : 》 , ②隔震支【座出:。现拉:应力意味《着上部结构存—在倾覆危险;
【
! 】③规定隔震支—座拉应力σt<【。1,MPa理由》是1:)广州大学》工程:抗震研究中》心所做的橡胶垫【的抗拉试验中—其,极限抗拉《强度为(2》.0~2.5)MP!a,;2)美国》UBC规《范采用的容》许抗拉?强度为1.》5MPa
】。
,
: , 2 《 关于隔震层水【平刚度和等效黏滞阻!尼比的计《算方法?系根据振动方程的】复阻尼理论得到的其!实部:为水平刚度虚部为等!效黏滞阻尼》比
! 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》来越大建议在隔震】。支座:选型时尽量选—用,。大直径的支座对30!0,m,m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
!
《
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σ—cr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%的较小值
!
【 隔震支座—直径较大《时如直径不小于【600mm》考虑实际工程隔震后!。的,位移和现有试验设】。。备的条件对于罕【遇地震位移验算时】。的支座设计参数【可取水平剪切变形】100%的刚度【和阻尼
》
】还,需注意橡胶材料【是非线性弹性—体橡胶隔震》。支,座的:有效刚度与》振动:。周期有关动静刚度】的差:别甚大因《此为了保证》隔震:的有:效性最好取相应【于隔震体系基本周】期,的,刚度进行计算本次修!订将20《。01规范《隐含加载频率影【响的“动刚度”【改为“等效刚度”用!语,更明确方《便同国家《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
?
12.2】。.5 隔震后隔震!层以上结构的水平】地震作用可》根,据水平向减》震系数确定对于【多层结构层间地震剪!力代表了水平地震作!用取值及其分—布可用来《识别结构的水平向减!震系数
—
— ,考虑到隔震层不【能隔:离结:构,。的竖向地震作用【隔,震结:构的竖向地震力可】能,大于其水平地震【。力,竖向地震的影—响不可忽《略故至少要求—9度时和8度水平】向减震系数为—0.30时》。应进行竖《向地震作用验算
!
:
本【次修订拟对水—平向减震系数—的概念作某》些调整直接将“隔震!结构与非隔震结构最!大水平剪力的比值”!改称为?“,水平向减震》系数”采用该概念】力图使?其,意义更?明,确以:方,便设计人员理解和】操作(美国、日【。本等国?也同样?采用此方《法)
—
? 隔《。震后上部结构—按本:。规范相关结构—的规定进行设计【时地震作用可以降】。低降低后《的地震影响》系数曲线《形式:参见:本规:范5.1.5条仅】地震影响系数最大】值αmaxl—减小
《
:
? ?20:01规范确定—隔震后?水平地震《作,用时所考虑的安【全系数1.4对于当!时隔震支座的性能】是合适?的,。当,前在国家《产品标准橡胶支座 !第3部?。。分建筑隔震橡胶支座!G,B 20《6,88.3-200】6中橡胶支座—按剪切性能允许偏】差分为S-A和S】-B两类其中—S-A类《的,允许偏差为》±15%S-B【。类的允?。许,偏差为±25%【因此随着隔震支座产!品性能的提高该系】数可适当减》少本次修《订按照建筑结构可靠!度设计统一标准GB! ,。5006《8的要?。求确定设计用的【水平:地震作用的》降低程度需根据【概率可靠度分—析提供一定》的,概率保证一般考虑】1,.64?。5倍变异系》数于是依据支—座剪变刚度》与隔:震后体系周期及【对应地?震总剪力的关—。系由支座刚度—的,变异导?出地:震总剪?力的:变异再乘《以1.6《45:则大致得到》。不同支座的ψ值S】-,A类为0《.85S-B类【为0.80当设置】阻尼:器时还需要》附加与阻尼器有关】。的变异系《数ψ:值,相应减少对于S-A!类取0?.80对于S-B类!取0.?75
! 隔震后的上部!结构用软件计算【时,直接取αmax【l进行?结构计?算分析从宏观—的角度可以将隔震】后结构的《。水平:地震作用《大,。致归纳为比非隔震时!降低:半,度、一度和》一度半三个档次如】。表7所示(对于一】般橡胶支座)—。;而:上部结构的》抗震构造只能—按降低一度分—挡即以β《=0.40分挡
!
《
! 本次修《订对2001规范】的规定还有》下列变化《
》
? : 《1 计算水平减】震系数的隔震支座】参数橡胶支座的水平!剪切应变《由5:0%改?为10?0%大致接近设防】地震的?变形状?态支座的等效刚度比!2001规范减【少计算的隔震的效】。果更:。明显:
— 2! :多层隔震结构的【水平地震作用沿【高度:矩形分布改为按重】。力,荷载代表值分布【还补充了高》层隔震建筑确—定水平向减》震系数?的方法
】
】。。 3: 对8度设防考虑!竖向:地震的要求有所加】严由“宜”改为“】应,”
【12:。。.2.7 —。隔震后上《部结构的抗震—措施可以《适当:降低一般的橡胶支】座以水平《。向减震系数0.【4,0为界划分并—。明确降低《的,要求不得超》过一度对于不同【的设:防烈度如表8所【示
!。
】需注意本规范的【。抗震措施一般没有8!度,。(0.30g)和】。。。7度(0《.,15g)的具体规】定因此?。当β≥?0.40时抗震措施!不降:低对于?7度(0.》15g)《设防时即使β<0】.40?隔震后的抗震措施基!本上不降低
—
!砌体结构隔震后的】抗震措施在附录【L中有?较为具?体的规定《对混凝土《结,。构的具体要求可【直接按?降低后?的烈度确定本—次修订?不再:给出具体要求
!
? 考虑到隔震!层对竖向地震—作用没有隔振—效果隔震《层以:。上,结,构的抗震构造措施】。应保留与《竖向抗?力有关的要求—。本次修?订,与抵抗?竖向:地,震,有关的措施用条【注的方式予以—明确
》。
12.2.8! 本次修订删去】2001规》范关于墙体下—隔震支座的间距不宜!大于:2m的规定使大直径!的,隔震支座布》。置更为合理
!
—为了:保,证隔震层能够整【体协调工作隔震层】顶部应设置平—面,内刚度足够》大的梁板《。体系当采用装配【整体式?钢筋混凝土楼盖【时为使纵横梁体系能!传递:竖向荷?。。载并协调横向剪力】在每个隔震支—座的:分,配支座上方》的纵横梁《体系应?为现浇为《增大隔震《层顶:部梁板的平》。面内:刚度需加大梁的截】面尺寸和配》筋,
【 隔震支座附】近,的梁、柱受》力状态?复杂地震时》还会受到冲》切,。。应加:密箍筋必《要时配置网状钢筋】
— 上部结【构的底部剪力通过隔!震支座传给基础结】构,因此上部结构与【隔震支?座的连接件、—隔震支座与》基础的连接件—应具有传递上—部结构?最大底?部,剪力的能力
!。
12《.2.9 对【隔震层以下的结构部!分主要设计要求是】保证隔震设》计能:在罕遇地《震,下发挥隔震》效果因此需进行【与设防?地,震,。、罕遇地震》有关:的验算并适当提高抗!液化措施
》
【 本次《修订增加了》隔震:层,位,于下:部或大底《盘,顶,部时对隔《震层:。以下结?构的规定进一—。步明确了按隔—震后而?不是:隔震前的受》力和变?形状态进《行抗震?承载力和变形验【算的:要求
《