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缎都
5 years ago
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1 隔震设计之实例工程解析 ( 二 ) 中国建筑科学研究院 PKPM 设计软件事业部刘孝国

2 1. 非隔震结构上部方案布置 ; 2. 隔震支座的初步选择及布置 ; 3. 隔震层的设计及验算 ; 4. 隔震结构的抗风及抗倾覆验算 ; 5. 隔震层隔震支座的优化 6. 减震系数的计算 ; 7. 隔震结构上部的设计 ;

3 一非隔震结构上部方案布置

4 上部结构方案布置总体要求 1. 结构布置规则对称 ; 2. 结构布置的均匀性 : 刚度变形及承载力 ; 刚度 : 两个水平方向抗侧刚度均匀 ; 主体结构剪切刚度不要突变 ; 竖向抗侧力构件截面尺寸和材料强度自下而上逐渐减小, 避免突变 ; 变形 : 满足水平位移, 竖向压应变应比较均匀 ; 承载力 : 水平竖向布置应使得结构有均匀的承载力 ;

5 上部结构方案布置总体要求 3. 荷载的传力直接 : 重力荷载传力直接 ( 重力荷载也按照刚度分配 ) 水平荷载传力直接 4. 对隔震建筑, 建筑专业要考虑建筑平面剖面图中隔震层处理及构件节点详图的隔震问题当基础隔震层在室外地坪以下时应设隔震沟隔震沟宽度用 1.2a, (a 为罕遇地震作用下隔震层的水平位移值 ), 隔震沟绘于室外地坪下, 环建筑物一周, 不得断开, 且用虚线表示, 并用指示线指示当隔震层在基础上无地下室时, 需设置检修层, 一层平面图应表示检修人孔布置

6 本结构平面为 L 型, 地上 5 层, 地下一层, 局部 6 层, 上部结构采用钢筋混凝土框架结构建筑平面布置尺寸及相关建筑参数如下 : 1-12 轴上部结构方案布置总体要求

7 上部结构方案布置总体要求

8 上部结构方案布置总体要求

9 上部结构方案布置总体要求

10 上部结构方案布置总体要求变形缝将结构分为两部分 : 1-12 轴

11 A-D 轴上部结构方案布置总体要求

12 上部结构截面初步选择楼板 : 板厚对于非预应力平板可取 L/30-L /40, L 为短向跨度也可考虑空心楼板框架梁 : 框架梁高而窄, 对框架梁强剪弱弯及节点抗震性能不利框架梁刚度直接影响结构的整体刚度侧移刚度和整体稳定非预应力梁, 梁高选择大概在 L/12-L /20, 梁宽取 h/3-2h,l 为梁跨度,h 为梁高楼面梁 : 间接吸收水平力, 截面可比框架梁小框架柱 : 按重力荷载下轴压比限值选择截面区分边柱中柱及角柱 (0.65)

13 上部结构截面初步选择剪力墙 : 控制剪力墙长度小于 8m 轴压比限值 ( 平均值 0.5), 同时满足刚度与稳定要求减震系数分析阶段, 上部结构可按降一度确定构件截面面尺寸

14 上部结构截面初步选择该结构 1-12 轴, 柱距 9700*7700, 7400*7700,7400*9700 等, 初步选择梁柱板截面如下 : 结构 1-2 层梁柱板截面选择 : 选择中柱及边柱 650*650, 角柱 700*800, 选择框架梁截面为 :300*800, 楼面梁 300*700, 200*500 板厚楼层梁板柱截面选择 : 选择中柱及边柱 600*600, 角柱 600*700, 选择框架梁截面为 : 300*800, 大跨屋面梁 300*1200, 板厚

15 上部结构截面初步选择该结构 A-D 轴, 柱距 9700*7700, 7400*4200,7700*4200 等, 初步选择梁柱板截面如下 : 结构 1 首层梁柱板截面选择 : 选择边柱及角柱 800*800, 中柱 700*700, 选择框架梁截面为 :300*800, 楼面梁 300*600, 200*500 板厚楼层梁板柱截面选择 : 选择中柱及边柱 700*700, 角柱 700*700, 选择框架梁截面为 : 300*800, 楼面梁 300*700, 板厚

16 上部结构截面初步选择隔震层上部的首层应设置现浇梁板式楼盖, 板厚不应小于 160mm; 该楼盖体系的刚度和承载力宜大于一般楼盖的刚度和承载力 ; 楼盖中框架梁高不宜小于 1/10 梁跨 ( 多层时 ) 和 1/8 梁跨 ( 高层时 ); 楼盖中的框支梁 ( 支承剪力墙或柱 ) 可按转换梁对待, 其抗震等级可按非抗震结构转换构件降低一度取值

17 上部结构截面初步选择该结构 1-12 轴, 柱距 9700*7700, 7400*7700,7400*9700 等, 隔震层上一层梁柱板截面选择 : 选择中柱截面 1200*1200, 边柱 1100*1100, 角柱 1000*1000, 选择框架梁截面为 :300*800, 楼面梁 300*700 板厚

18 上部结构截面初步选择该结构 A-D 轴, 柱距 9700*7700, 7400*4200,7700*4200 等, 隔震层上一层梁柱板截面选择 : 选择中柱及角柱截面 1000*1000, 边柱 1100*1100, 选择框架梁截面为 :300*800, 楼面梁 300* *500 板厚 160

19 上部结构荷载确定恒载 : 结构构件自重, 楼地面粉刷吊顶自重屋面找坡防水保温层等, 填充墙及门窗自重活载 : 普通活荷载楼梯间活荷载风荷载 : 基本风压 0.6kN/m 2 地震作用 : 计算按降低一度 7 度, 地震影响系数最大值 0.08(8 度 0.2g, 第二组,Ⅱ 类场地 )

20 判断是否满足隔震计算要求轴与 A-D 轴两栋建筑均符合高宽比小于 4 2. 所在场地为 Ⅱ 类场地, 满足要求 3. 两栋建筑均比较规则 4. 按照降低一度考虑上部结构截面布置, 柱底定义铰接, 分别计算在非地震水平作用 ( 风荷载 ) 下标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的 10% 1-12 轴与 A-D 轴均满足要求

21 隔震结构布置特殊要求 1. 如果上部有剪力墙, 结构周边要尽量少布置剪力墙, 尽量将剪力墙布置在结构内部, 剪力墙的布置不宜过于集中, 在 SATWE 罕遇地震计算时候, 尽量避免结构出现拉力 2. 如果上部有剪力墙, 隔震层可以做成转换, 在特殊构件补充定义中把梁定义转换梁, 但无需把本层定义为转换层, 隔震层的转换梁柱尺寸会较大, 确保隔震层刚度和承载力, 宜大于一般楼盖梁板刚度和承载力

22 隔震结构布置特殊要求 3. 转换层柱子布置不宜过密, 过密导致支座布置密集, 隔震层刚度大, 减震效果不好, 也会导致单个支座压力变小, 在罕遇地震下, 支座容易出现拉力, 而隔震结构尽量避免出现拉力 4. 对框架结构, 应考虑底层柱弯矩放大系数的正确位置, 宜采用定义一层地下室 ( 土体约束 m 为 0) 的结构模型复核一层柱子的配筋 ( 相当于隔震层为上部结构的嵌固端 ), 其余构件的配筋按隔震层为上部结构的模型配设

23 隔震结构布置特殊要求

24 按降低一度烈度进行结构布置按照降低一度减震目标, 布置隔震层以上的结构体系

25 按降低一度烈度进行结构布置按照降低一度烈度的减震目标, 布置隔震层以上的结构体系 ( 隔震层顶部的梁板体系作为单独一层输入, 柱为上支墩 )

26 按降低一度烈度进行结构布置隔震支座层柱底定义为铰接

27 二隔震支座的初步选择及布置

28 判断非隔震结构布置的合理性 1. 查看底部铰接非隔震结构两个方向周期 ; 2. 查看非隔震结构最小剪重比 ; 3. 查看结构在两个方向的位移角 ; 4. 初步查看结构在地震与风荷载作用下的倾覆验算 ; 5. 刚心质心及偏心率查看 ; 6. 位移比查看 ; 7. 查看铰接非隔震模型在罕遇地震作用下是否产生拉力

29 判断非隔震结构布置的合理性上部结构按照降低一度考虑上部结构截面布置, 柱底定义铰接, 对于计算的地震剪力判断是否满足剪重比要求 1. 隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在 6 度设防时的总水平地震作用, 并应进行抗震验算 2. 各楼层水平地震剪力应符合抗规条 ( 最小剪重比 ) 要求当不能满足原设防烈度下最小剪重比要求时, 可直接调整楼层剪力 ( 将不足楼层乘以相应提高系数, 调至该楼层满足最小剪重比即可 ), 但当调整系数最大值大于 1.3 时, 宜调整上部结构

30 判断非隔震结构布置的合理性 1-12 轴计算结果

31 判断非隔震结构布置的合理性 A -D 轴计算结果

32 判断非隔震结构布置的合理性如果考虑竖向地震 : 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 庋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% ( 竖向地震作用底线值有放大 )

33 隔震支座的初步选择橡胶隔震支座在重力荷载代表值的竖向压应力不应超过下表的规定 : 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 的舰定乘以折减系数 ;

34 隔震支座的初步选择对需进行竖向地震作用计算的结构, 重力荷载代表值下压应力尚应包括竖向地震作用效应组合 ; 隔震支座重力荷载代表值的竖向压应力设计值可按下式计算 : 压应力设计值 =1.0 恒载 +0.5 活载 +1.0 竖向地震作用下产生的竖向压力

35 隔震支座的初步选择考虑活荷载折减, 并自定义荷载组合,SATWE 计算完毕之后查看结果 :

36 隔震支座的初步选择查看配筋文件中对应的轴力, 即为重力荷载代表值的竖向压力

37 隔震支座的初步选择根据建筑类别及对应压应力限值, 反算隔震支座面积 (σ=n/a) 或直接查看支座承载力选择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%; 外径小于 300mm 的橡胶支座, 丙类建筑的压应力限值为 10MPa

38 隔震支座的初步选择结合结构底部重力荷载代表值的竖向压力与隔震支座厂家提供的参数, 综合考虑所选择的支座种类不超过 4 类, 对上部压力大小分类, 选择出初步满足压应力要求的支座考虑到扭转影响, 结构周边位移可能会较大, 铅芯隔震支座尽可能选择布置在结构的周边天然橡胶支座布置在中间, 两者混用, 提高隔震的效率并保证经济性

39 隔震支座的初步选择

40 隔震支座的初步选择

41 隔震支座的初步选择

42 选择支座几何参数信息 :

43 隔震支座的初步选择及布置

44 隔震支座的初步选择及布置

45 隔震支座的初步选择及布置

46 隔震支座的初步选择及布置隔震层相关定义 : 以特殊构件补充定义方式布置隔震支座柱

47 隔震支座的初步选择及布置 SATWE 隔震支座的定义与布置

48 隔震支座的初步选择及布置提供常用型号隔震支座库可以输入支座等效阻尼系数或等效阻尼比可以输入支座验算所需各种参数

49 隔震支座的初步选择及布置提供隔震支座产品库, 供用户选择

50 隔震支座的初步选择及布置隔震支座以剪切变形为主不计隔震支座拉压刚度差异影响, 避免支座受拉

51 隔震支座的初步选择及布置可以输入阻尼系数或等效阻尼比阻尼系数由支座等效阻尼比按能量等效原则换算竖向可以认为无附加阻尼

52 隔震支座的初步选择及布置 1. 隔震支座布置时要同时满足竖向荷载和水平效应要求 ( 首先要满足竖向荷载的要求 ; 同时要满足水平效应的要求, 水平效应同时含有刚度尽量小但位移又不能太大二项相互制约的要求 ); 隔震支座在重力荷载代表值压力下的水平极限位移不应小于其有效直径的 0.55 倍和各橡胶层总厚度 3 倍二者的较小值 ; 必要时可考虑设置限位装置 ; 2. 隔震层刚度中心宜与上部结构的质量中心重合 ( 偏心率不宜大于相应方向楼长 ( 或宽 ) 的 3%)

53 隔震支座的初步选择及布置 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的布置形式 ; 隔震支座宜与上部和下部竖向构件均相对应 ; 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宜采取局部加强措施, 如采用加腋梁等 );

54 隔震支座的初步选择及布置 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, 应注意防止出现极限变位较小的支座限制极限变位较大支座充分发挥其水平变形能力的情况 ; 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 ( 一般不小于 250mm)

55 我们的联系方式中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司 PKPM 设计软件事业部北三环东路 30 号中国建筑科学研究院主楼 17 层技术咨询电话 : 公共邮箱百度云下载区刘孝国 - 电话 : 邮箱 : @qq.com

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PowerPoint 演示文稿隔震设计之实例工程解析 ( 一 ) 中国建筑科学研究院 PKPM 设计软件事业部刘孝国 2016.08.16 1. 减隔震结构设计的基本原理 ; 2. 隔震结构的基本要求 ; 3. 隔震设计的总体流程 ; 4. 确定结构隔震层的位置 5. 初步确定隔震结构的隔震目标 ; 6. 隔震支座介绍 ; 一减隔震结构设计基本原理减震隔震设计原理实际采取的地震对策分为抗震减震及隔震三种机制 :