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新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则正文

新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则

目录1 总则

2术语

3隔震设计基本规定

3.1一般规定

3.2建筑形体及其构件布置规则性

3.3地基及基础

3.4隔震层部位

3.5隔震装置

3.6楼盖结构

3.7试验和观测

4地震作用与计算分析

4.1一般规定

4.2隔震结构动力分析计算

5隔震层部件的技术性能

5.1一般规定

5.2隔震支座性能要求

5.3隔震支座试验及检测要求

5.4隔震支座连接构造设计

5.5黏滞阻尼器性能及检测要求、连接构造6多高层混凝土结构隔震设计

6.1一般规定

6.2隔震层设计

6.3上部结构设计

6.4下部结构及基础设计

6.5多层框架结构简化计算

7砌体房屋隔震设计

7.1一般规定

7.2砌体房屋隔震计算要点

7.3砌体结构的隔震措施

8隔震技术加固设计

8.1一般规定

8.2地震作用

8.3隔震层设计

8.4上部结构计算及校核

8.5下部结构、基础设计及校核

8.6构造要求与施工工艺

附录A各级政府推进减隔震技术的文件附录B现行相关规范、规程、图集

1.0.1隔震技术是一种在工程结构中设置隔震层以阻隔地震能量的传递、减少结构地震反应、减轻结构地震破坏的新型结构减震技术。为了深入贯彻《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》(建质[2014]25号)和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》(新建抗[2014]2号文件),促进隔震技术合理应用,加强新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量,规范各方主体(建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督、物业管理等)质量和责任行为,加强从业人员和单位执行国家及我区相关技术规程的规范性,制定本导则。

1.0.2本导则适用于新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督。本导则未包括的建筑隔震工程施工、验收、维护等部分内容详见现行行业标准《建筑隔震工程施工及验收规范》(JGJ360-2015)。

1.0.3隔震建筑工程的设计、施工图审查、施工、监理等单位和从业人员的资格要求,隔(减)震装置的质量要求,应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》(建质[2014]25号)和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》(新建抗[2014]2号文件)中的相关规定。

1.0.4隔震建筑工程施工图设计文件未取得规定部门审查合格书,不得用于施工,严禁边设计、边施工。

1.0.5建筑隔震设计,除应符合本导则要求,尚应符合国家现行有关标准的规定。当本导则中内容与后期颁布的国家或自治区规范、规程等标准中的内容相抵触时,按后期标准的规定执行。

2.1.1隔震结构

在建筑物中设置隔震装置而形成的结构体系。包括上部结构、隔震层、下部结构和基础。见图2.1.1a和2.1.1b 。

图2.1.1a 隔震建筑各部分示意图

图2.1.1b 隔震建筑各部分示意图

日常使用时隔震支座支撑上部结构,地震时隔震层(包括上部结构)与地面发生相对水平向位移。地震能量经由下部结构传到隔震层,大部分被隔震装置隔断或吸收,仅有少部分传到上部结构,从而大大减轻地震作用,提高建筑抗震性能甚至保证震后建筑物使用功能。

2.1.2隔震层

隔震层是指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置的隔震装置的总称。包括全部隔震支座、阻尼装置、抗风装置、限位装置,以及其它附属装置。隔震层沿水平面应设置将建筑物上、下部分完全脱开的隔震缝,同时穿越隔震层的设备配管、配线需采用柔性连接措施。

2.1.3上部结构

隔震结构中位于隔震层以上的部分。

2.1.4下部结构

隔震结构中位于隔震层以下的部分,不包括基础。

2.1.5隔震橡胶支座(叠层橡胶支座)

在地震区,结构为达到隔震要求而设置的支承装置,包括天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)和高阻尼橡胶支座(HDR)。

2.1.6第一形状系数S1

隔震橡胶支座中单层橡胶层的有效承压面积与其自由侧表面积之比。

2.1.7第二形状系数S2

对于圆形隔震橡胶支座,为内部橡胶层直径与内部橡胶总厚度之比。

2.1.8弹性滑板支座(ESB)

由橡胶支座部、滑移材料、滑移面板及上、下连接板组成的隔震支座。

2.1.9建筑消能阻尼器

吸收并耗散地震输入能量而使结构振动反应衰减的装置。可以是隔震支座的组成部分,也可以单独设置。

2.1.10黏滞阻尼器(VFD)

以黏滞材料为阻尼介质的速度相关型阻尼器,一般由缸体、活塞、阻尼通道、阻尼材料、导杆和密封材料等部分组成。

2.1.11抗风装置

隔震结构中抵抗风荷载的装置。可以是隔震支座的组成部分,也可以单独设置。

2.1.12限位装置

限制隔震层在最不利状态下产生大位移的部件。

2.1.13等效阻尼比

结构往复运动时,与隔震层(或隔震支座)所耗散的能量相对应的等效阻尼与临界阻尼的比值。

2.1.14水平等效刚度

隔震层(或隔震支座)所承受的荷载与相应水平位移的比值。其值一般可取荷载—位移曲线在相应位移点的割线刚度。

2.1.15隔震层偏心率

隔震层偏心率为隔震层偏心距与弹性半径之比。

2.1.16水平向减震系数

计算隔震结构水平地震作用时引入的折减系数。

2.1.17隔震缝

在隔震层相关部位预留的变形缝,以保证地震时隔震建筑上部结构能够自由水平

变形,满足设计要求的相对水平变形。

当隔震建筑上部结构的相对水平变形受到建筑周边地面阻碍时,隔震建筑与周围地面间应设隔震沟。

2.1.18柔性连接

为保证穿过隔震层的设备管线、管道地震时能够正常工作、不阻碍隔震层的水平位移而采取的处理措施,通常包括柔性接头、柔性管段或设置冗余长度等方式。

2.1.19隔震构造

根据隔震设计原则,一般不需计算而对结构和非结构部分必须采取的各种细部要求。

3隔震设计基本规定

3.1一般规定

3.1.1 采用隔震设计的建筑,当遭受多遇地震影响时,将基本不受损坏和影响使用功能;当遭受设防地震影响时,不需修理仍可继续使用;当遭受罕遇地震影响时,将不发生危及生命安全和丧失使用价值的破坏。使用功能或其他方面有专门要求的隔震建筑,当采用抗震性能化设计时,可采用具有更具体或更高的抗震设防目标。

3.1.2隔震设计,可用于对抗震安全性和使用功能有较高要求或专门要求的建筑。住建部建质【2014】25号文和住建厅新建抗【2014】2号文规定了优先采用减隔震建筑的类型和推广要求。

(一)自2015年起,凡位于抗震设防烈度8度(含8度)以上地震高烈度区、地震重点监视防御区域或地震灾后重建阶段的新建3层(含3层)以上学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑,应当优先采用减隔震技术进行设计。

(二)自2016年起,全疆范围内抗震设防烈度8度(含8度)以上的地区,凡具备条件的房屋建筑工程和城镇市政公用设施等生命线工程均应采用减隔震

技术。

(三)鼓励重点设防类、特殊设防类建筑和位于抗震设防烈度8度(含8度)以上地震高烈度区的其他建筑采用减隔震技术。对抗震安全性或使用功能有较高需求的标准设防类建筑提倡采用减隔震技术。

3.1.3本导则将隔震结构区分为一般隔震结构和复杂隔震结构。

一般隔震结构:较规则的多层结构的基础隔震或地下室顶板(非悬臂柱顶部)处隔震的结构;

复杂隔震结构是指:1)不规则结构隔震;2)高层结构隔震;3)层间隔震;4)多塔隔震;5)连体隔震;6)超长结构隔震;7)大跨结构隔震。

隔震技术的采用,应根据工程结构抗震设防类别、设防烈度、场地条件、建筑结构类型和使用要求综合分析后确定。

对于复杂隔震结构,由于实际设计工程不多、隔震分析理论和相应分析设计方法需要进一步发展完善,设计时需进行全面考虑、细化分析、优化结构布置和隔震层产品选型,采取适当的结构措施进行加强处理。

3.1.4隔震结构适用高度:应按《建筑抗震设计规范》GB50011和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中最大适用高度(A级高度)采用;超出上述高度时,应进行专门研究,并进行超限审查。

3.1.5隔震设计时结构高宽比宜小于4,其变形特征宜接近剪切变形,建筑高宽比限值详见表3.1.5。

3.1.6隔震层隔震橡胶支座等产品的设计工作寿命不应低于上部结构的设计工作寿命。

3.1.7隔震层设计时,除考虑结构设计本身外,还应综合考虑建筑节能要求、防火要求,预留合理的观测和更换隔震层产品的操作空间。

3.2建筑形体及其构件布置规则性

3.2.1建筑设计应根据隔震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则建筑应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;钢筋混凝土房屋建筑形体及其构件布置的平面、竖向不规则性按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 以下称抗规)第3.

4.3条确定;砌体结构房屋建筑形体及其构件布置的平面、竖向不规则性根据《抗规》第7.1.7条确定,详见本导则第7章砌体部分。

3.2.2在平面上应当通过隔震支座的布置,控制隔震层刚度分布均匀,并尽量使隔震层刚度中心与上部结构的质量中心一致,隔震层偏心率不大于3%。

3.2.3上部结构的平立面和竖向剖面宜规则,在隔震层偏心率满足要求的情况下,隔震建筑上部结构对平面扭转不规则性指标的要求相对抗震建筑可以适当放宽。

3.2.4合理确定隔震建筑的基本周期,远离上部建筑基本周期和场地周期,有效发挥隔震技术的效应。

3.2.5隔震房屋两个方向的基本周期相差不宜超过较小值的30% 。

3.3地基及基础

3.3.1宜选择对抗震有利地段作为隔震结构的场地,避开不利地段,当无法避开时采取有效措施。不应选用危险地段作为隔震结构的场地。

3.3.2建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类;

3.3.3隔震结构处于发震断裂带10Km以内时,输入地震波应考虑近场影响系数,5Km以内宜取1.5,5Km以外可取不小于1.25。(当输入的地震波已考虑近场影响时,可不另乘上述系数。)

3.3.4符合《抗规》第

4.2.1条要求的房屋,采用隔震设计时,隔震房屋也可不进行天然地基和基础的抗震承载力验算。

3.3.5隔震结构地基应稳定、可靠,避免各隔震支座的不均匀沉降;基础应选用稳定性较好的基础类型,以保证隔震层的稳定性和在地震中运动的一致性。

3.4隔震层部位

3.4.1隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼。

3.4.2隔震层宜设置在结构的底部(基础部位或地下室顶部、首层底部),也可设置在首层顶部或其他部位,当设置在其他部位时,应进行详细的结构分析并采取可靠的措施,隔震层离地面的高度不宜超过建筑物总高度的三分之一。

3.4.3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。

3.5隔震装置

3.5.1隔震层设计时,隔震装置(隔震支座和阻尼装置)应符合下列要求:

1 隔震装置的性能参数应经试验确定。

2 隔震装置的设置部位,除按计算确定外,尚应便于检查和替换。

3 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(根据情况要求相关产品具有第三方型式检验报告、出厂合格证及按规定具

有第三方检测报告),确保产品性能符合要求。

隔震装置和消能部件的性能及检测要求详见本导则第5章要求。

3.6楼盖结构(隔震层楼板要求)

3.6.1隔震层顶部应采用现浇混凝土梁板结构,其刚度和承载力宜大于一般楼面的刚度和承载力,现浇楼板板厚度不应小于160mm,板筋宜双层双向拉通。

3.6.2隔震支座附近的梁、柱应计算冲切和局部承压,加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。

3.6.3隔震层上部结构为砌体结构或底部框架-抗震墙砌体房屋时,隔震层顶部纵横梁构造应符合《抗规》第7.5.8条关于底部框架砖房的钢筋混凝土托墙梁的要求。

3.7试验和观测

3.7.1对甲类建筑、体型特别复杂或有特殊要求的隔震结构,其隔震方案宜通过对结构模型的模拟地震振动台试验确定。

3.7.2对甲类建筑、体型复杂或有特殊要求的隔震结构、高层隔震结构,宜设置地震反应观测系统;对乙类建筑建议设置地震反应观测系统。

4地震作用与计算分析

4.1一般规定

4.1.1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。

1 隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震作用下水平位移的验算。

2 9度和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。竖向地震作用标准值,8度(0.2g)、8度(0.3g)和9度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%。其它情况隔震层以上结构不需进行竖向地震作用的计算。

4.1.2风荷载和其它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% 。

4.1.3一般隔震结构基本设计方法为分部设计法。所谓分部设计法,是指将整个隔震结构分为上部结构、隔震层、下部结构及基础等部分,分别进行设计。计算下部结构和基础时需要导出上部结构通过隔震层传下的荷载。

对于复杂隔震结构宜采取恰当的、合适的力学模型进行整体分析(上部结构+隔震层+下部结构联合分析)并与分部设计法对比分析。

砌体结构及基本周期与其相当的结构简化计算方法见本导则第6、7章。

4.1.4上部地震作用的计算引入了水平向减震系数。对于多层建筑,为按设防烈度弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值。对高层建筑结构,除按上述方法计算层间剪力的最大比值外,尚应在设防烈度下计算隔震与非隔震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,取两者的较大值。对于顶部小塔楼部分,其比值不作为计算控制值。

根据水平向减震系数确定上部结构地震作用和结构抗震措施。

4.1.5隔震建筑分部设计法的流程如图4.1.5所示。

4.2隔震结构动力分析计算

4.2.1隔震结构的动力分析一般采用时程分析法,当采用时程分析法时,计算模型的确定应满足下列条件:

1对甲、乙类建筑,隔震体系的计算模型宜考虑结构杆件的空间分布、隔震支座的位置、隔震房屋的质量偏心、在两个水平方向的平移和扭转、隔震层的非线性阻尼特性以及荷载-位移关系特性,选用适当的结构分析程序进行计算;对复杂隔震建筑,应考虑地震波的双向输入;对特别复杂隔震结构,还应采用不同公司的结构分析程序,选用恰当的、合适的力学模型进行比较分析。

2对一般规则建筑,可采用层间剪切模型,考虑隔震层的有效刚度和有效阻尼比。

3隔震房屋上部结构和下部结构的荷载—位移关系特性可采用线弹性模型。

4.2.2当采用等效侧力法,进行设防烈度地震作用的结构抗震验算时,可取隔震支座剪切应变为100%的水平有效刚度和有效阻尼比;进行罕遇地震作用的结构抗震验算时,对直径小于1000mm的隔震支座,可取隔震支座剪切应变为250%的水平有效刚度和有效阻尼比;对直径大于1000mm的隔震支座,可近似取隔震支座剪切变形为100%的水平有效刚度和有效阻尼比乘以折减系数0.7。

图4.1.5 隔震建筑的分部设计法设计流程

4.2.3隔震体系的计算简图应加入隔震层,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,计算模型中隔震层的模拟是隔震设计的关键。

结构计算模型除上部结构外,把隔震层作为相连的一层输入,该层质点为上支墩相连结构层,层高为隔震层高,上支墩按短柱输入,柱底铰接计算,地震影响系数最大值采用隔震后水平地震影响系数最大值。

4.2.4时程分析法输入地震波应符合下列规定:

1 按场地类别和设计地震分组选用人工模拟地震加速度时程曲线及实际强震记录。其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3。

2所选地震波的平均地震影响系数曲线应与图4.2.4给定的设防烈度地震影响系数曲线在统计意义上相符。水平影响系数最大值按表4.2.4-1采用。

α---地震影响系数;max α---地震影响系数最大值;T ----结构自振周期;

T g ---特征周期,按《建筑抗震设计规范》确定;γ—曲线下降段的衰减指数

1η--直线下降段的下降斜率调整系数;2η--阻尼调整系数。

图4.2.4地震影响系数曲线

表4.2.4-1 水平地震影响系数最大值αmax (阻尼比为0.05)及设计基本地震加速

注:地震影响栏括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g 的地区。g 为重力加速度。设计基本地震加速度值相当于《中国地震动参数区划图》中的地震动峰值加速度。

3地震波在主要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)。

4当采用三组地震动进行时程分析时,计算结果宜取包络值;当取7组或7组以上的地震动进行时程分析时,计算结构宜取平均值。时程分析所用地震加速度时程的最大值可按表4.2.4-2采用

2注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g 的地区。

5每条时程曲线计算结构应符合《抗规》5.1.2-3条要求。

4.2.5 计算与设计软件

1常用软件不需要考虑上部非线性时可采用ETABS、SAP2000、MIDAS;罕遇地震水准需考虑上部结构的非线性分析时应采用PKPM-SAUSAGE、ABAQUS、PERFORM-3D等具有较强非线性分析能力的软件。设计可采用PKPM或YJK等结构软件。

2隔震单元一般采用:ISOLATER、HOOK、GAP(可用于减震系数求算和罕遇地震水准时程分析)或Connector(用于罕遇地震水准时程分析)等;阻尼器:一般采用:DAMPER。隔震支座输入时,须注意抗压刚度与抗拉刚度按不同值(抗拉刚度约为抗压刚度的1/6~1/10)输入。

5隔震层部件的技术性能

5.1 一般规定

5.1.1隔震层部件:本导则隔震层部件包括建筑隔震橡胶支座、建筑隔震弹性滑板支座、建筑消能(阻尼)器等。

5.1.2根据技术成熟程度和技术要求、国内使用情况,隔震结构隔震层中使用的

建筑消能阻尼器,主要为黏滞阻尼器。

5.1.3本导则所指消能(阻尼)器不包括上部结构中设置的建筑消能(阻尼)器。

5.2隔震支座性能要求

5.2.1 隔震结构中使用的隔震支座主要包括两种支座,隔震橡胶支座及弹性滑板支座(ESB),隔震橡胶支座包括天然隔震橡胶支座(LNR)、铅芯隔震橡胶支座(LRB)、高阻尼隔震橡胶支座(HDR)。支座形状分为圆形和方形,宜优先选用圆形支座。5.2.2 隔震橡胶支座及ESB中橡胶部分应采用天然橡胶整体硫化而成。支座整体设计工作寿命不应低于上部结构的设计工作寿命,一般应大于50年。

5.2.3 隔震橡胶支座可选用按国标GB 20688.3中5.2表1构造分类的I,II型支座。

5.2.4 隔震支座的形状系数应符合下列要求:

1隔震橡胶支座的第一形状系数S1不宜小于20,隔震橡胶支座的第二形状系数

S2不宜小于5.0;当S2小于5时,橡胶隔震支座压应力限值应按规范规定降低。2ESB的第一形状系数S1不宜小于30,ESB的第二形状系数S2应不小于7.0;

5.2.5ESB支座中橡胶部分形状系数应符合GB 20688.5中第

6.5.2条第3款的要求。

5.2.6隔震支座产品应进行检验,检验分型式检验和出厂检验两类。

1 型式检验

制造厂提供工程应用的隔震支座新产品(新种类、新规格、新型号)进行认证鉴定时,或已有支座产品的规格、型号、结构、材料、工艺方法等有较大改变时,应进行型式检验,并提供型式检验报告。

2 出厂检验

隔震支座产品在使用前应由检测部门进行质量控制试验,检验合格并附合格证书,方可使用。

3隔震橡胶支座型式检验的试件可按GB 20688.3表4采用。ESB支座型式检验

的试件可按GB 20688.5表3采用。

4出厂检验可采用随机抽样的方式确定检测试件。若有一件抽样试件的一项性能不合格,则该次抽样检验不合格。不合格产品不得出厂。出厂检验数量要求如下:对一般建筑,每种规格产品抽样数量应不少于总数的20%;若有不合格试件,应重新抽取总数的50%,若仍有不合格试件,则应100%检测。

对重要建筑,每种规格产品抽样数量应不少于总数的50%;若有不合格试件,则应100%检测。

对特别重要建筑,产品抽样数量应为总数的100%。

一般情况下,每项工程抽样总数不少于20件,每种规格的产品抽样数量不少于

4件,少于4件则全部检测。

5.2.7 每项隔震工程采用的隔震支座的产品性能必须经出厂检验合格,试验项目如下:

1 支座在设计压应力下的竖向压缩刚度。

2 支座在设计压应力下水平100%剪应变的剪切性能,对LNR支座为水平等效刚

度h K ,HDR 支座为水平等效刚度h K 及等效阻尼比eq H ,LRB 支座为屈服后刚度q K 及屈服力d Q ,ESB 支座的初始刚度1K ,动摩擦系数u 。

5.2.8型式检验的隔震橡胶支座在水平剪应变为0或大应变时,其拉伸强度不得小于2.5Mpa 。

5.2.9型式检验的隔震橡胶支座在水平剪应变为0时,竖向极限压应力不应小于90MPa ,ESB 支座为60MPa 。

5.2.10型式检验的隔震橡胶支座极限剪切性能要求应满足在设计压应力下不小于400%的要求,同时绘制出支座压剪极限性能区域图;ESB 应满足GB 20688.5中表3的要求

5.2.11隔震橡胶支座试验前尺寸要求应满足国标GB 20688.3 中8的要求,ESB 支座应满足GB 20688.5中

6.7的要求。

5.2.12隔震橡胶支座试验前外观要求应满足国标GB 20688.3 中

6.7的要求,ESB 应满足GB 20688.5中6.6的要求。

5.2.13隔震支座在进行竖向压缩性能时及试验后不得有异常变形;

5.2.14隔震支座在设计压应力、设计剪应变试验后48h 残余变形导致的水平侧移不得大于5mm 。

5.2.15隔震支座的产品性能型式检验和产品性能出厂检验不能互相代替。

5.2.16隔震设计中所使用的支座产品在运抵工地前应进行第三方检验,第三方检验要求同出厂检验要求。

5.2.17对在隔震设计中有防火要求的隔震支座,应加设防火装置,并宜进行防火试验,满足相应的建筑防火规程要求。

5.3隔震支座试验及检测要求

5.3.1 对隔震支座型式检验的压缩性能和出厂检验中的竖向刚度的测试,建议采用国标GB/T 20688.1 中第

6.3.1条中方法2中的加载方法,即设计压力下上下浮动30%的加载方法,测试值取第3圈的结果。

5.3.2 对隔震支座型式检验及出厂检验中的剪切性能的测试,设备应优先采用单剪设备,不同种类的支座采用不同的试验方法,对LNR 、LRB 及ESB 支座,宜采用GB/T 20688.1 中第

6.3.2条中水平循环3圈的方法,测试结果取第3圈的结果;对HDR 支座,宜采用GB/T 20688.1 中第6.3.2条中水平循环11圈的方法,测试结果取2~11圈的平均结果。

5.3.3 对隔震橡胶支座型式检验和出厂检验拉伸性能的试验方法可参考GB/T 20688.1 中第

6.6条的试验方法进行。

5.3.4 对隔震橡胶支座型式检验竖向极限压缩性能的试验方法可参考GB/T

20688.1 中第6.6条的试验方法进行,不同之处在于拉力改为压力;ESB 支座可参考20688.5中第7.3.1条的方法进行。

5.3.5 对隔震支座和ESB 支座型式检验中剪切性能相关性试验方法可参考GB/T 20688.1 中第

6.4.1~6.4.5条有关条款要求进行。

5.3.6 对隔震支座和ESB 支座型式检验中压缩性能相关性试验方法可参考GB/T 20688.1 中第

6.4.6条及第6.4.7条有关条款的要求进行。

5.3.7 对隔震橡胶支座型式检验及出厂检验中极限剪切性能试验方法可参考GB/T 20688.1 中第

6.5条的要求进行;ESB 支座可参考GB 20688.5中第

7.3.5条

的方法进行。

5.3.8 对支座型式检验中耐久性试验按GB/T 20688.1 中第

6.7条的方法进行。

5.4隔震支座连接构造设计

5.4.1 支座连接螺栓和连接板设计见GB 20688.3 附录G。

5.4.2 支座预埋件设计见GB 50010-2010中第9.7节,荷载取值应取隔震结构在罕遇烈度地震作用下最不利荷载效应的标准值。

5.5黏滞阻尼器性能及检测要求、连接构造

5.5.1阻尼器的设计使用年限不宜小于建筑物的设计使用年限。当阻尼器的设计使用年限小于建筑物的设计使用年限时,阻尼器达到使用年限应及时检测,重新确定阻尼器使用年限或更换。

5.5.2黏滞阻尼器应进行检验,检验分型式检验和出厂检验两类。检验要求按JGJ 297-2013和自治区相关规程的规定执行。

5.5.3黏滞阻尼器产品在运抵工地前应由具有检测资质的第三方进行抽检,第三方抽检项目除同出厂检验外,还应进行极限速度测试。产品的抽样应由监理单位根据设计文件和JGJ 297-2013的规定进行。抽样检验数量按JG/T 209-2012中8.2.1条确定。

5.5.4在极限速度对应的阻尼力作用下,与黏滞阻尼器连接的支撑、墙、支墩应处于弹性工作状态;黏滞阻尼器与主体结构相连的预埋件、节点板等应处于弹性工作状态,且不应出现滑移或拔出等破坏。

5.5.5与黏滞阻尼器相连的预埋件、支撑和支墩、剪力墙及节点板的作用力取值应为阻尼器在设计速度下对应阻尼力的1.2倍。

5.5.6预埋件的锚筋应按拉剪构件或纯剪构件计算总截面面积。设计应符合GB 50010-2010中第9.7节要求。

6多高层混凝土结构隔震设计

6.1 一般规定

6.1.1隔震设计中采用的隔震支座一般采用建筑隔震橡胶支座,隔震设计中隔震层部件根据设计结果可采用建筑隔震橡胶支座、建筑隔震弹性滑板支座、消能(阻尼)器中的一种或几种联合运用。

6.1.2隔震层布置可根据下述要求,灵活采用隔震橡胶支座、弹性滑板支座、建筑消能阻尼器产品组合以达到隔震结构设计要求。

1 设置阻尼器来调整隔震层阻尼,增加耗能能力,限制隔震层位移。

2当竖向荷载较大,普通橡胶支座难以满足竖向荷载要求,用弹性滑板支座替代橡胶隔震支座;当竖向荷载较小,为协调水平变形,用弹性滑板支座替代橡胶隔震支座;

3初定隔震层水平刚度时,通过使用弹性滑板支座替代橡胶隔震支座来减少水平刚度;

4对于较复杂结构,用单一隔震橡胶支座难以达到设计目标,可以在隔震层增加黏滞阻尼器、设置弹性滑板支座等,综合解决设计难题。

6.2隔震层设计

6.2.1 隔震支座的布置:

1隔震层的阻尼装置和抗风装置可与隔震支座合为一体,亦可单独设置。必要时可设置限位装置。

2结构组合隔震支座布置一般遵循下列要求:铅芯支座布置在隔震层的外周,宜均匀对称;纯橡胶支座(弹性滑板支座)布置在建筑中部,配合隔震层的偏心率进行布置;黏滞阻尼器布置在结构角部和边缘;采用单一隔震橡胶支座布置时参考以上要求。

3框架宜采用一柱一垫(一个隔震支座);剪力墙隔震支座宜尽量布置在整片墙(含开洞墙)的两端(边门洞时可通过较大转换梁延伸至边柱下);当柱轴力特别大时也可采取一柱多垫或改用弹性滑板支座的布置形式;隔震支座宜与上部和下部竖向构件相对应;

4 隔震支座宜布置在相同标高上,但需要时亦可布置在不同的标高上(隔震支座放置在不同标高并不影响隔震效果,但对由此形成的较大的错层区域应采取局部加强措施,如采用加大柱端面、加腋梁、加强错层布置处楼板刚度等);

5同一建筑物中选用多个型号的隔震支座时,一般采用保证支座底标高相同的作法,亦可采用顶标高相同的作法。

6同一房屋选用多种规格的隔震支座时,应注意充分发挥每个隔震支座的承载力和水平变形能力(原则上结构水平最大位移受最小直径隔震橡胶支座控制,隔震支座的大小规格不宜相差过多)。隔震设计要适当归并支座类型、选择适当数量的隔震支座规格,避免无谓的过多规格。

7同一支承处选用多个隔震支座时,隔震支座之间的净距应大于安装和更换所需的空间尺寸。

8设置在隔震层的抗风装置宜对称、分散地布置在建筑物的周边。

6.2.2隔震层设计中需要考虑的主要参数包括:

1控制隔震支座的长期面压、极大值面压;

2控制隔震支座在罕遇地震下的拉应力;

3控制隔震层的大震位移;

4控制隔震层偏心率;

5选择适宜隔震层的总刚度(确定隔震结构的适宜周期);

6需要时对隔震层上部结构抗倾覆的验算。

6.2.3隔震支座承载力

1 隔震支座在表6.2.3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倍和支座内部橡胶层总厚度3倍二者的较大值;

2 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6.2.3的规定,在罕遇地震作用下的最大压应力设计值不宜大于25MPa,不应大于30MPa。

表6.2.3橡胶隔震支座压应力限值

注:1 压应力设计值应按永久荷载和可变荷载的组合计算;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,丙类建筑的压应力限值为10Mpa。

5.甲、乙类建筑在罕遇地震作用下的最大压应力设计值不应大于25MPa。

3 在重力荷载代表值作用下,弹性滑板支座设计压应力不应超过25MPa,罕遇地震荷载作用下瞬时面压应不超过50MPa。

4 罕遇地震下橡胶隔震支座最大拉应力应控制在1MPa以内,弹性滑板支座不应有拉应力。

5 隔震支座重力荷载代表值下支座压应力(长期面压)计算:

支座压应力=(1.0结构自重+组合值系数X可变荷载)/隔震支座有效面积(6.2.3-1) 组合值系数见抗规表5.1.3

6 罕遇地震作用下隔震支座拉压应力计算:

最大支座压应力:

(1.0结构自重+组合值系数X可变荷载+罕遇水平地震力产生的最大压力+0.5

×竖向地震力产生的压力)/隔震支座有效面积(6.2.3-2a)(1.0结构自重+组合值系数X可变荷载+0.5罕遇水平地震力产生的最大压力+

竖向地震力产生的压力)/隔震支座有效面积(6.2.3-2b)

支座拉应力:

(1.0结构自重-罕遇水平地震力产生的最大拉力-0.5×竖向地震力产生的拉力)/隔震支座有效面积(6.2.3-3a)

(1.0结构自重-0.5X罕遇水平地震力产生的最大拉力-竖向地震力产生的拉力)/隔震支座有效面积(6.2.3-3b)

地震力均为标准值,竖向地震力按本导则4.1.3条采用。

7 隔震支座拉应力计算不满足要求时一般可采用如下措施:

1)通过调整上部结构达到降低或消除拉应力之目的;

2)加大或增设支座(指同一点处增设);

3)加大支座间距(如加大剪力墙下支座间距、通过转换梁托柱增大下部支

柱间距等);

4)设置抗拉装置;

5)有条件时可采用支座提离技术。

6.2.4隔震层在罕遇地震下的位移验算及有关要求

1 罕遇地震下位移验算公式:

[]i i u u ≤

i i c u u η=

式中i u —罕遇地震作用下,第i 个隔震支座的水平位移;

[]i u —第i 个隔震支座的水平位移限值;对橡胶隔震支座不应超过该支座有效直

径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度的3.0倍二者的较小值;

c u —罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移;

i η—第i 个隔震支座的扭转影响系数,应取考虑扭转和不考虑扭转时i 支座计算位

移的比值;当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴

方向均无偏心时,边支座的扭转影响系数不应小于1.15。

2 当采用三维空间有限元程序计算时,扭转影响系数取1.0 。

6.2.5隔震层偏心率

隔震层偏心率不大于3% 。偏心率按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)附录二计算。

6.2.6隔震层水平屈服荷载验算

1抗风验算:

Rw wk w V V ≤γ(6.2.6)

式中:Rw V ——抗风装置的水平承载力设计值。当抗风装置是隔震支座的组成

部分时,取隔震支座的水平屈服荷载设计值;当抗风装置单

独设置时,取抗风装置的水平承载力,可按材料屈服强度设

计值确定;

w γ——风荷载分项系数,采用1.4;

wk V ——风荷载作用下隔震层的水平剪力标准值,基本风压可按50年一遇取值,

当建筑高度大于60米或对风荷载比较敏感的建筑,基本风

压需乘以1.1。

6.2.7隔震支座的弹性恢复力验算:

100r Rw 1.40K T V ≥(6.2.7)

式中:100K ——隔震支座在水平剪切应变100%时的水平等效刚度;

r T ——隔震支座内部橡胶总厚;Rw V ——同6.2.6条。

6.2.8当隔震房屋高宽比超过3.1.5条要求时,应进行抗倾覆验算:

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