隔震设计指导手册

对抗地震，爱惜生命，用科技创造安全幸福的生活。建筑结构隔震设计指导手册二〇一五年七月二日对抗地震，爱惜生命，用科技创造安全幸福的生活。-I-目录1.前言.......................................................................................................................32.隔震原理...................................................................................................................72.1隔震技术.............................................................................................................72.2隔震原理.............................................................................................................83.隔震橡胶支座.........................................................................................................113.1支座结构...........................................................................................................113.2基本参数...........................................................................................................123.3支座检验...........................................................................................................124.建筑隔震初步设计.................................................................................................134.1设计流程...........................................................................................................134.2隔震目标...........................................................................................................144.3隔震层位置.......................................................................................................155.结构隔震设计PKPM实现....................................................................................175.1上部结构设计一般原则...................................................................................175.2上部结构设计...................................................................................................185.3下部结构..............................................................................错误!未定义书签。5.4地基基础..............................................................................错误!未定义书签。5.5小结......................................................................................错误!未定义书签。6.隔震分析ETABS实现.............................................................错误!未定义书签。6.1隔震设计一般原则..............................................................错误!未定义书签。6.2隔震橡胶支座模拟..............................................................错误!未定义书签。6.3隔震橡胶支座布置..............................................................错误!未定义书签。6.4地震动时程选择..................................................................错误!未定义书签。6.5设防地震分析......................................................................错误!未定义书签。6.6罕遇地震分析......................................................................错误!未定义书签。6.7抗风验算..............................................................................错误!未定义书签。7.隔震构造措施............................................................................错误!未定义书签。7.1建筑结构..............................................................................错误!未定义书签。7.2给排水..................................................................................错误!未定义书签。7.3电气......................................................................................错误!未定义书签。对抗地震，爱惜生命，用科技创造安全幸福的生活。-II-附录................................................................................................错误!未定义书签。参考文献.........................................................................................错误!未定义书签。对抗地震，爱惜生命，用科技创造安全幸福的生活。-3-1.前言一位做隔震的老工程师写给即将做和正在做隔震同行的话。亲爱的朋友们，恳请大家不要忘记下面的话。一、隔震不是万能的特别是使用隔震橡胶支座的建筑。一方面，隔震技术的应用受到上部结构高宽比的限制。通俗地讲，像筷子一样的建筑不适合做隔震。因为细长的建筑稳定性差。大家都知道，隔震橡胶支座抗拉能力很弱。地震时，细长的建筑在底部会产生拉力，如果拉力超过了隔震橡胶支座的承载力，就将导致整栋建筑的倾覆。因此，细长的结构不适合做隔震。另一方面，软弱地基场地做隔震应进行专门的研究。隔震建筑适合建造在坚硬的场地上。因为，如果场地坚硬，则地震动的高频（短周期）成分显著；如果场地软，则地震动的低频成分（长周期）成分显著。隔震技术之所以能够减小上部结构地震作用，是因为通过隔震装置延长了整栋建筑结构的自振周期，使之远离地震动的卓越周期，地震反应得以消减。因此，在坚硬场地上应用隔震技术，隔震效果好。但是，在Ⅳ类场地上应用隔震技术，上部结构的地震作用是否会减少呢？这个需要谨慎，要专门研究。二、千万不要“海选”时程很多朋友为了追求结构设计的经济性等原因，不惜花大力气“海选”结构隔震分析的地震动输入时程。为了达到目的，“海选”时程要花费几天的时间，从几百条甚至上千条强震记录中选出几条来，以满足“减震系数”的要求、满足“大震位移”的要求、满足“支座受拉”的要求等。这样做极其不科学。第一、地震无法预测。未来发生什么样的地震，无人知晓。未来的地震动会像您千挑万选出来的那样吗？如果不是那样，减震系数还对抗地震，爱惜生命，用科技创造安全幸福的生活。-4-会达到要求吗？隔震支座的位移会超限吗？隔震支座会破坏吗？我们的上部结构还会安全吗？第二、我国的抗震设防水准，与其他发达国家比要低。我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称“抗规”）关于场地效应放大系数和场地特征周期的规定均相对较小。大家知道，规范规定的限值是与我国经济发展水平妥协的产物。因此，它不是绝对理论的限值，是带有一定的经验性和人为因素的。“抗规”规定反应谱或地震影响系数曲线的放大倍数为2.25，而规范《InternationalBuildingCode》和《Eurocode8:Designofstructuresforearthquakeresistance-Part1:Generalrules,seismicactionsandrulesforbuildings》等规范都是2.5。我国规范规定的场地特征周期偏小。小于实际计算结果。根据工程场地地震安全性评价计算结果，二类场地的场地特征周期可以达到0.65s，甚至更长，而“抗规”规定的最大值只有0.45s；三类场地的场地特征周期可达1s，甚至更长，而“抗规”规定的最大值只有0.65s。四类场地就更不用说了。第三、近断层效应考虑不充分。我国绝大多数的隔震房屋修建在高烈度区（设防烈度在8度0.2g区及以上）。为什么烈度高呢？因为，它距离活动断层近。而距离近断层的地震动又有许多与远场地震动不一样的特征，如速度脉冲和永久位移。这些特征都会使得隔震结构的地震反应增大。根据《速度脉冲型地震动对隔震结构减震系数影响研究》研究成果，层间剪力和减震系数，含速度脉冲时程计算结果平均值分别是不含速度脉冲的1.45~1.82倍和1.40倍，层间剪力增大，减震效果降低。您还认为我们“海选”出来的时程是合适的吗？您还认为我们的隔震设计是安全的吗？三、目前隔震支座的质量有待提高（1）隔震橡胶支座力学性能稳定性还需提高《橡胶支座第3部分:建筑隔震橡胶支座》GB20688.3-2006（以下简称“产品标准”）规定，根据隔震橡胶支座的剪切性能稳定性将产品分为S-A和S-B两类。对于一批产品（可以是一栋建筑的隔震支座），如果产品剪切性能实测试值的平均值与设计偏差小于10%，且最大值对抗地震，爱惜生命，用科技创