隔震的全流程案例.pdf

1、 隔震结构设计-案例分析常兆中（建研科技股份有限公司工程咨询设计院）减隔震工程设计研修班 目 录减隔震工程设计研修班 01 章节 PART隔震结构设计方法简介减隔震工程设计研修班 隔震结构设计方法简介分部设计法直接设计法减隔震工程设计研修班 抗震规范隔震标准隔震结构设计方法简介n设计方法：分部设计法n设防目标：高于“小震不坏、中震可修、大震不倒”基本设防目标n地震水准：小震、中震、大震n地震作用：等效的地震剪力n计算模型：非隔震模型、隔震模型n地震作用计算：多用时程分析法n性能化设计：按照非隔震结构n设计方法：直接设计法n设防目标：中震基本不坏，大震可修，极罕遇地震不倒n设计地震水准：中震、大

2、震，极罕遇地震n地震作用：实际的地震剪力n计算模型：以隔震模型为主n地震作用计算：可用振型分解反应谱法及时程分析法n性能化设计：有具体规定，分关键构件，普通竖向构件、重要水平构件及普通水平构件减隔震工程设计研修班 隔震结构设计方法简介n地震影响系数曲线：四段n地震影响系数曲线：三段抗震规范隔震标准减隔震工程设计研修班 隔震结构设计方法简介n抗震等级：根据烈度、结构类型和高度确定n抗震等级：根据烈度、结构类型和构件位置确定抗震规范隔震标准减隔震工程设计研修班 分部设计法直接设计法隔震结构设计方法简介把整个隔震结构分为上部结构，隔震层，隔震层下部结构和基础四部分分别进行设计把上部结构，隔震层，隔震

3、层下部结构和基础作为整体进行设计减隔震工程设计研修班 02 章节 PART隔震设计案例介绍减隔震工程设计研修班 隔震设计案例介绍 某小学教学综合楼，钢筋混凝土框架结构。无地下室，地上8层，首层层高4.5m，标准层层高3.6m，建筑高度29.9m。建筑东西长66.0m，南北宽17.6m，高宽比为1.7。减隔震工程设计研修班 隔震设计案例介绍建筑结构设计使用年限：50年抗震设防类别：乙类抗震设防烈度：8度（0.3g）设计地震分组：第一组场地类别：III类结构的阻尼比：0.05特征周期：0.45s减隔震工程设计研修班 隔震设计案例介绍8度（0.3g）首层配筋7度（0.15g）首层配筋采用隔震结构减隔

4、震工程设计研修班 03 章节 PART分部设计法减隔震工程设计研修班 分部设计法3.1 隔震设计目标减隔震工程设计研修班 分部设计法 隔震层设置在基础。首层增加160mm厚钢筋混凝土楼板，隔震层自下而上为钢筋混凝土下支墩、混凝土上支墩与顶部梁板。、隔震支座布置柱下，单根柱下布置单个支座，个别轴力较大的柱下布置双支座。隔震支座的中心与上部结构柱中心对齐。本项目布置支座49个，其中直径为600mm的支座37个，直径为700mm的支座12个。3.2 隔震层布置减隔震工程设计研修班 分部设计法非隔震模型（上部结构和基础设计）3.3计算模型中震隔震模型（计算水平向减震系数）大震隔震模型（隔震支座、支墩计

5、算）减隔震工程设计研修班 分部设计法地震波选取：2条天然波，1条人工波，取包络。3.3计算模型减隔震工程设计研修班 分部设计法结构前两阶振型为平动。隔震后，延长了结构自振周期。周期：非隔震结构和隔震结构周期振型隔震前隔震后11.0492.36720.9692.32830.9412.0093.4计算分析各类型隔震支座在重力荷载代表值下竖向压力最大值11.3MP，小于12MPa（乙类建筑的要求）。长期面压：减隔震工程设计研修班 分部设计法楼层剪力和倾覆弯矩对比 3.4计算分析减隔震工程设计研修班 分部设计法水平向减震系数：楼层Vx隔震/Vx非隔震Mx隔震/Mx非隔震Vy隔震/Vy非隔震My隔震/M

6、y非隔震100.14 0.14 0.13 0.13 90.15 0.15 0.17 0.16 80.18 0.17 0.22 0.21 70.21 0.19 0.26 0.24 60.25 0.22 0.29 0.26 50.27 0.23 0.31 0.28 40.29 0.25 0.35 0.29 30.32 0.27 0.36 0.31 20.35 0.28 0.40 0.33 10.39 0.30 0.46 0.35 水平向地震影响系数最大值：隔震后的水平地震影响系数最大值为：3.4计算分析减隔震工程设计研修班 分部设计法 3.5上部结构设计减隔震工程设计研修班 分部设计法隔震层抗风设

7、计：风荷载方向风荷载标准值(kN)风荷载设计值(kN)隔震层屈服力(kN)X向5197273350Y向204528633350隔震层中，使用橡胶支座LRB70012个；LRB60024个；LNR60013个；隔震层屈服力为：3350kN。本工程抗风满足要求。隔震结构抗风验算3.6隔震层设计减隔震工程设计研修班 分部设计法隔震支座水平最大位移：隔震支座拉应力：罕遇地震下支座受拉验算时也应采用时程分析。计算时采用3向地震波输入，3条波，取包络值。隔震支座罕遇地震作用下支座竖向应力均为压应力，满足规范要求。罕遇地震作用下，隔震支座水平最大位移284mm，小于所采用支座允许位移的最小值330mm，满足

8、要求。隔震支座压应力：罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下，橡胶隔震支座的最大压应力为15.52MPa，满足规范压应力不大于30MPa的要求。减隔震工程设计研修班 分部设计法铅芯橡胶支座滞回历程：X向罕遇地震Y向罕遇地震减隔震工程设计研修班 04 章节 PART直接设计法 （以PKPM为例）减隔震工程设计研修班 直接设计法n上部结构按设防烈度降一度设计n隔震支座大震下不损坏n隔震支墩大震下抗剪弹性，抗弯不屈服4.1 隔震设计目标减隔震工程设计研修班 直接设计法建立7度（0.15g）中震非隔震计算模型，在模型底部增加隔震层梁板和上支墩，上支墩底设为柱底铰接。4.2 上部结构布置及初步计算减隔震工程

9、设计研修班 直接设计法4.2 上部结构布置及初步计算减隔震工程设计研修班 直接设计法进行结构设计，结构初步调整到位，结构整体指标、配筋等满足规范要求。此模型作为后续直接设计法模型的基础。注：对框架，层间位移角满足1/400。轴压比配筋4.2 上部结构布置及初步计算减隔震工程设计研修班 直接设计法在减隔震隔震设计模块中建立8度（0.3g）隔震计算模型。4.3 建立整体计算模型减隔震工程设计研修班 直接设计法n在上部结构模型基础上增加隔震支座标准层和下支墩标准层隔震支座标准层下支墩标准层上支墩标准层4.3 建立整体计算模型减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n隔震层位置减隔震工

10、程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n隔震支座直径减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n隔震支座布置减隔震工程设计研修班 直接设计法减隔震工程设计研修班 直接设计法减隔震工程设计研修班 直接设计法减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n分析和设计参数定义减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n分析和设计参数定义减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n分析和设计参数定义减隔震工程设计研修班 直接设计法4.3 建立整体计算模型n单元和材料力学性能减隔震工程设计研修班 直接设计法n底部剪力法n振型分解反应谱法n时程

11、分析法4.4 隔震结构计算4.4.1 计算方法减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.2 中震反应谱分析n分析和设计参数定义减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.3 中震时程分析n分析和设计参数定义减隔震工程设计研修班 直接设计法 l宜选取2组人工波和5组天然波l有效持续时间不小于隔震结构基本周期的(510)倍l地震波平均地震影响系数曲线和规范反应谱曲线在统计意义上相符：主要周期点相差不大于20%l每条波底部剪力在振型分解反应谱法底部剪力65%135%之间l多条波底部剪力平均值不小于振型分解反应谱法底部剪力80%l计算罕遇和极罕遇地震作用时，特征周期分

12、别增加0.05s和0.1sT1T24.4 隔震结构计算4.4.3 中震时程分析n地震波选取减隔震工程设计研修班 直接设计法 4.4 隔震结构计算4.4.3 中震时程分析n地震波选取减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析（以SAUSG为例）nSAUSG预处理减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n结构标准层减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n修改隔震支座参数减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n修改隔

13、震支座参数减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n生成非隔震计算模型减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n生成网格减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n初步分析减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n隔震与非隔震模型周期对比减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n隔震支座长期面压减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑

14、性时程分析n地震波选取减隔震工程设计研修班 直接设计法4.4 隔震结构计算4.4.4（极）大震弹塑性时程分析n时程分析减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整减隔震工程设计研修班 直接设计法非隔震隔震4.5 设计复核及计算调整4.5.1 结构周期减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.2 层剪力比减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.2 层剪力比减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.2 层剪力比减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.3 隔震层偏心率减隔震工程设计研修班

15、 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.4 隔震层屈重比减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.5 隔震层弹性恢复力减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.6 隔震支座验算T1为隔震支座在重力荷载代表值作用下的压应力；T2为隔震支座在罕遇地震下的最大压应力；T3为隔震支座在罕遇地震下的最大拉应力；T4为隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移。减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.7 大震（弹塑性）隔震支座验算减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.8 大震（弹塑性）隔震支座滞回曲线减隔震

16、工程设计研修班 直接设计法n持久、短暂设计状况构件设计n地震设计状况构件设计4.5 设计复核及计算调整4.5.9 构件截面设计减隔震工程设计研修班 直接设计法n设防地震下构件承载力4.5 设计复核及计算调整4.5.9 构件截面设计减隔震工程设计研修班 直接设计法n隔震层梁板及上部构件设防地震下构件承载力4.5 设计复核及计算调整4.5.9 构件截面设计减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.10 设防地震下变形验算减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.10 设防地震下变形验算减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.

17、11 罕遇地震下变形验算减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.12 支墩设计减隔震工程设计研修班 直接设计法4.5 设计复核及计算调整4.5.12 支墩设计减隔震工程设计研修班 直接设计法4.6 隔震计算报告和施工图4.6.1 隔震计算报告SAUSGPKPM减隔震工程设计研修班 直接设计法4.6 隔震计算报告和施工图4.6.1 隔震计算报告减隔震工程设计研修班 直接设计法4.6 隔震计算报告和施工图4.6.2 隔震施工图n隔震设计说明n隔震支座平面布置n隔震支墩平面布置及配筋n隔震层顶板结构平面（包括隔震沟布置和相关节点）n其它结构图纸减隔震工程设计研修班 谢 谢 thanks减隔震工程设计研修班