隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計流程方案選定動力分析計算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震層設(shè)計下部結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)和地基從建筑功能、場地條件、經(jīng)濟性等方面，選擇是否采用隔震，并初步確定隔震結(jié)構(gòu)的方案。設(shè)定上部結(jié)構(gòu)和隔震層參數(shù)，取計算模型，進行動力分析，驗證以上方案是否滿足預(yù)期的設(shè)計要求，不滿足，則調(diào)整上部結(jié)構(gòu)或隔震層參數(shù)，重新計算。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計方法分析計算上部結(jié)構(gòu)，但水平地震作用取隔震后的數(shù)值，且部分抗震構(gòu)造也相應(yīng)變化。隔震裝置在罕遇地震下的驗算，隔震裝置與上下結(jié)構(gòu)之間的連接分析及設(shè)計，建筑構(gòu)造處理等。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計方法分析計算下部結(jié)構(gòu)。按傳統(tǒng)抗震的設(shè)計方法分析計算基礎(chǔ)及地基。第一步方案選擇1.1適用范圍建筑功能：可用于對抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT要求的建筑。場地條件：自振周期較小，地基土堅硬。經(jīng)濟型：采用隔震技術(shù)，增加了隔震支座費用、隔震構(gòu)造措施費用，但減小了梁柱斷面，節(jié)約了鋼材和混凝土用量。根據(jù)工程經(jīng)驗，對于高烈度區(qū)，采用隔震技術(shù)經(jīng)濟性十分明顯，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比較合理，一般能節(jié)約3%～20%。1.2結(jié)構(gòu)初步設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)降低后的水平地震影響系數(shù)計算國外大量實踐驗證，隔震技術(shù)對與自振周期超過1s的高層結(jié)構(gòu)同樣適用，故2010版《抗規(guī)》取消了2001版結(jié)構(gòu)周期小于1s的限制。隔震建筑結(jié)構(gòu)體型宜規(guī)則、對稱。高層建筑一般會采用剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)或者框架結(jié)構(gòu)，在開始定方案時，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的高寬比不宜過大，一般控制在3以內(nèi)比較好，不宜超過4。對高寬比大的結(jié)構(gòu)，需進行整體傾覆驗算，防止支座壓屈或出現(xiàn)拉應(yīng)力超過1MPa。高寬比超過4，需要做超限審查。采用隔震技術(shù)，上部結(jié)構(gòu)剪重比依然要滿足本地區(qū)設(shè)防烈度的最小剪重比要求。建筑場地宜為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，并應(yīng)選用穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)類型。1.3隔震層方案隔震層層高：對于沒有地下室的建筑，需要增加一層作為隔震層，這一層層高不宜太高，一般梁底到地面的凈高不應(yīng)小于600mm，建議不小于800mm。這一要求主要是為了便于日后的隔震層維護和檢修。隔震層位置：基礎(chǔ)隔震，隔震層位于地下室頂部或單獨設(shè)置隔震層；柱頂隔震，隔震層布置在一層柱頂；層間隔震特殊結(jié)構(gòu)如大底盤多塔結(jié)構(gòu)，其柱距較大，為不影響大底盤層的使用功能，可在上部結(jié)構(gòu)與大底盤層之間，專門設(shè)置層高1.5m～2.0m的隔震層。采用隔震技術(shù)，上部結(jié)構(gòu)剪重比依然要滿足本地區(qū)設(shè)防烈度的最小剪重比要求。基底隔震首層隔震層間隔震1.3隔震層方案隔震層設(shè)置在有耐火要求的使用空間中時，隔震支座和其他部件應(yīng)根據(jù)使用空間的耐火等級采取相應(yīng)的防火措施。隔震層所形成的縫隙可根據(jù)使用功能要求，采用柔性材料封堵、填塞。隔震層宜留有便于觀測和更換隔震支座的空間。第二步動力分析及計算2.1動力分析及計算原結(jié)構(gòu)隔震結(jié)構(gòu)減震系數(shù)罕遇地震結(jié)構(gòu)驗算隔震構(gòu)造及連接滿足地震動隔震層大于假設(shè)值遠小于假設(shè)值滿足布置隔震層，形成隔震結(jié)構(gòu)時程分析，得到水平減震系數(shù)支座軸力、剪力、變形驗算連接細部設(shè)計假設(shè)一個減震系數(shù)進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計隔震分析報告形成分析報告，供其他部分設(shè)計參考不滿足2.2布置隔震層先按上部荷載大小選擇隔震支座直徑和型號；再按型號選擇水平向參數(shù)，進行動力分析，驗證是否滿足減震目標(biāo)。隔震支座的承載力與建筑重要性分類有關(guān)。上部荷載類型和大小要考慮減震系數(shù)，建筑物高寬比。方法：要求：豎向能承擔(dān)上部的荷載；水平向達到減震目標(biāo)2.3輸入入地地震震波波地震震波波對對動動力力時時程程分分析析的的結(jié)結(jié)果果影影響響很很大大。。地震震波波至至少少選選擇擇地地震震波波至至少少選選擇擇2條天天然然波波，，1條人人工工波波。。具體體波波形形沒沒有有強強制制要要求求，，但但建建議議按按通通則則的的具具體體波波形形沒沒有有強強制制要要求求，，但但建建議議按按通通則則的的。。地震震波波的的加加速速度度峰峰值值應(yīng)應(yīng)按按抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度對對應(yīng)應(yīng)的的峰峰值值調(diào)調(diào)整整。。當(dāng)處處于于發(fā)發(fā)震震斷斷層層10km以內(nèi)內(nèi)時時，，輸輸入入地地震震波波應(yīng)應(yīng)考考慮慮近近場場影影響響系系數(shù)數(shù)，，5km以內(nèi)內(nèi)取取1.5，5km以外外取取1.25。2.4動力力分分析析模模型型隔震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)比比較較規(guī)規(guī)則則，，框框架架或或磚磚混混結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可采采用用層層剪剪切切模模型型，，隔隔震震層層采采用用等等效效線線性性模模型型。。隔震震模模型型是是在在不不隔隔震震模模型型上上，，增增加加一一個個質(zhì)質(zhì)點點。。不不隔隔震震模模型型取取的的是是假假設(shè)設(shè)隔隔震震后后的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸。。除隔震層外外的上部各各層質(zhì)量可可用PKPM的結(jié)果，對對框架結(jié)構(gòu)構(gòu)，上部結(jié)結(jié)構(gòu)各層剛剛度可用軟軟件求得，，即D值法，上部部結(jié)構(gòu)阻尼尼比鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)取0.050.05隔震層質(zhì)量量是一層的的柱，墻的的一半加隔隔震層頂部部樓板；隔隔震層剛度度和阻尼比比分別取：：隔震結(jié)構(gòu)計計算簡圖2.5水平向減震震系數(shù)水平向減震震系數(shù)應(yīng)根根據(jù)結(jié)構(gòu)隔隔震與非隔隔震兩種情情況下各層層水平向向?qū)娱g剪力力的最大比比值，按表表層間剪剪力的最大大比值，按按表1確定（抗震震規(guī)范確確定（抗震震規(guī)范12.2.5，1款）。結(jié)構(gòu)的層間間剪力代表表了水平地地震作用的的取值和分分布，用隔隔震時結(jié)構(gòu)構(gòu)的層間剪剪力與不隔隔震時結(jié)構(gòu)構(gòu)的層間剪剪力進行比比較，就可可以定量說說明隔震后后上部結(jié)構(gòu)構(gòu)水平地震震作用降低低的情況。。表1層間剪力最最大比值與與水平向減減震系數(shù)的的對應(yīng)關(guān)系系層間剪力最大比值0.530.350.260.18水平向減震系數(shù)0.750.500.380.252.6隔震后的水水平地震影影響系數(shù)最最大值第三步隔隔震層設(shè)計計3.1隔震支座的的參數(shù)應(yīng)進行豎向向承載力的的計算，在在重力荷載載代表值作作用下的豎豎向壓應(yīng)力力不應(yīng)超過過規(guī)范限制制。對設(shè)防烈度度地震的驗驗算，應(yīng)取取剪切變形形100%的等效剛度度和等效黏黏滯阻尼比比；對罕遇遇地震驗算算，宜采用用剪切變形形250%時的等效剛剛度和等效效黏滯阻尼尼比，當(dāng)隔隔震支座直直徑較大時時可采用剪剪切變形100%時的等效剛剛度和等效效黏滯阻尼尼比。當(dāng)采用時程程分析時，，應(yīng)以實驗驗所得滯回回曲線作為為計算依據(jù)據(jù)。3.2隔震支座的的水平剪力力3.1隔震支座的的位移改變地震波波峰值為罕罕遇地震，，先求得隔隔震層位移移。再按照規(guī)則則結(jié)構(gòu)的簡簡化方法，，求得各隔隔震支座的的位移。判斷隔震支支座位移是是否滿足：：隔震支座罕罕遇地震下下的拉應(yīng)力力驗算。隔震層的支支座的設(shè)計計原則是罕罕遇地震下下不破壞，，且不應(yīng)出出現(xiàn)不可恢恢復(fù)的變形形。第四步下部結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計4.1隔震層下部部結(jié)構(gòu)設(shè)計計隔震層支墩墩、支柱及及相連構(gòu)件件：采用隔隔震結(jié)構(gòu)罕罕遇地震下下隔震支座座底部的承承載力驗算算。隔震層以下下的結(jié)構(gòu)（（包括地下下室和隔震震塔樓下的的底盤）中中直接支承承隔震層以以上結(jié)構(gòu)的的相關(guān)構(gòu)件件，應(yīng)滿足足嵌固的剛剛度比和隔隔震后設(shè)防防地震的抗抗震承載力力要求，并并按罕遇地地震下進行行抗剪承載載力驗算。。目標(biāo)：保證隔震設(shè)設(shè)計能在罕罕遇地震下下發(fā)揮隔震震效果。第五步基礎(chǔ)和地基基4.1隔震層下部部結(jié)構(gòu)設(shè)計計砌體房屋；；地基主要受受力層范圍圍內(nèi)不存在在軟弱粘性性土層（指指7度、8度和9度時，地基基承載力特特征值分別別小于80、100和120kPa的土層）的的下列建筑筑：不超過8層且高度在在25m以下的一般般民用框架架房屋；基礎(chǔ)荷載與與上述民用用建筑框架架相當(dāng)?shù)亩喽鄬涌蚣軓S廠房。隔震建筑地地基基礎(chǔ)的的抗震驗算算和地基處處理仍應(yīng)按按本地區(qū)抗抗震設(shè)防烈烈度進行，，甲、乙類類建筑的抗抗液化措施施應(yīng)按提高高一個液化化等級確定定，直至全全部消除液液化沉陷。。下列隔震建建筑可不進進行天然地地基及基礎(chǔ)礎(chǔ)的抗震承承載力驗算算：4.1隔震層下部部結(jié)構(gòu)設(shè)計計規(guī)范規(guī)定可可不進行上上部結(jié)構(gòu)抗抗震驗算的的建筑。需需進行地基基基礎(chǔ)抗震震驗算和地地基處理的的隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)，按多遇遇地震下的的地震作用用進行基礎(chǔ)礎(chǔ)及地基承承載力的驗驗算。當(dāng)下下部結(jié)構(gòu)或或地基基礎(chǔ)礎(chǔ)需要考慮慮豎向地震震作用時，，也按多遇遇地震下下結(jié)構(gòu)承受受的豎向地地震作用進進行驗算。。隔震建建筑承擔(dān)地地基不均勻勻沉降的能能力較弱，，而地震時時，當(dāng)?shù)鼗鶠橐夯镣習(xí)r，又極極易產(chǎn)生不不均勻沉降降，因此此，隔震建建筑地基必必須采取抗抗液化措施施。采取抗抗液化措施施前先對地地基進行地地基的液化化判別，，根據(jù)液化化等級和地地基情況采采用取不同同措施。目目前地基抗抗液化的方方法有：置置換法、灌灌漿法、深深層攪拌、、降低水位位法、振沖沖水沖法、、強力夯實實法、深層層擠密法、、砂井預(yù)壓壓法，等等等。對甲、、乙類建筑筑的液化化判別和抗抗液化措施施應(yīng)按提高高一個液化化等級確定定，直至全全部消除液液化沉。第六步隔隔震器連連接4.1隔震器的連連接4.1隔震器的連連接4.2隔震器及連連接件受力力剪力按各支支座的水平平剛度分配配。軸力為上部部結(jié)構(gòu)的柱柱底或墻底底軸力。彎矩：第七步隔隔震建筑筑的構(gòu)造5.1隔震建筑的的構(gòu)造穿越隔震層層的門廊、、樓梯、電電梯、車道道等部位，，應(yīng)防止可可能的碰撞撞上部結(jié)構(gòu)的的周邊應(yīng)