生命线工程隔震结构地震反应分析课件.ppt

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1、各位领导、专家们：大家好！生命线工程隔震结构地震反应分析苏建斌2009-2-16本课题的主要研究路线如下：1．对国内外防震减灾技术进行比较研究，探讨隔震技术的发展现状和技术特点。2．七层混凝土框架结构隔震设计与分析：根据隔震结构合理的力学模型利用相关设计和计算软件对生命线工程进行隔震分析，并与其对应的非隔震结构震型、自振周期、层间位移角、加速度等性能参数进行对比分析，总结出隔震结构的抗震优越性。3．利用两种软件ETABS和PKPM对隔震结构进行对比分析，比较分析原设计力学模型及其计算结果的准确性，为隔震结构的数值模拟技术提供一定的参考。4．总结设计、施工经验，进行隔震建筑经

2、济效益、社会效益分析。为隔震结构的推广使用提供依据。1.工程简介本工程为七层钢筋混凝土框架结构，总高度25.3m，总长度53.8m，宽9.5m，高宽比2.67。底层层高4m，标准层层高3.6m，无地下室。建筑场地土类别II类，抗震设防烈度7.5度，抗震等级三级，设计地震分组第一组。标准层柱截面尺寸550×550，梁截面尺寸300×600。由于场地的限制，根据使用功能设计的方案，不符合现行设计规范要求，拟采用隔震结构。标准层结构平面图如图1.1所示。某大学厦门附属中学教学楼图1.1标准层结构平面图2.隔震设计2.1采用隔震结构体系的可行性分析该工程是学校，关系数百名师生的生命

3、安全，属于强震时绝对不允许倒塌或需尽快恢复的建筑工程-Z类建筑。根据《抗震规范》3.8.1条，可采用隔震技术进行设计。根据建筑施工图．建筑设计方案为矩形规则形体，按《抗震规范》要求设置框架，采用SATWE软件进行一般抗震计算，第一周期小于1.0S：本工程拟建场地类别为II类，持力层离地面约15米，为卵石层，拟采用静压预应力管桩。以上设计均满足了《抗程规范》相关要求，因此采用隔震技术是可行且有效的。2.隔震设计2.2隔震层设计及计算模型确立传统的框架结构底层柱脚假定为固定端，而橡胶隔震垫仅传递竖向荷载和水平剪力，不传递弯矩，底层柱在隔震垫处上下断开，为铰接点。本工程隔震结构为

4、了传递上部的水平剪力、抵抗水平变位而引起的弯矩，故在隔震垫上部设置一层梁板，基础隔震装置设置即在此层梁板之下。底层层高取为1.00m，柱下端均设置成铰接，上下结构从隔震层完全隔离。采取隔震装置以后，隔震建筑层数变成7层（图3.3）。(a)非隔震模型6层(b)隔震模型7层图3.3非隔震和隔震结构模型图3.3非隔震和隔震结构模型橡胶隔震支座设置橡胶隔震支座设置在受力较大的部位即框架柱下（图3.4）。布置隔震层橡胶隔震支座时，考虑永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力不超过规范规定的限值，且在罕遇地震下不出现拉应力。一般均在每个柱下布置一个橡胶隔震支座。当上部结构跨度较大。布置一

5、个橡胶隔震支座的承载能力不够时。可增大短柱和承台面积，布置多个橡胶隔震支座。橡胶隔震支座设置图此工程隔震结构设防标准为：（1）、当遭受本地区设防烈度地震作用时，建筑物不需维修即可继续使用；（2）、当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震作用时，将不发生危机生命安全和丧失使用功能的破坏。根据《抗震规范》要求，隔震垫仅隔断地震对上部结构的作用，而其下部结构由于未经隔震，仍应按照原设防烈度进行设计，并需考虑罕遇地震下橡胶隔震垫大的水平变位引起的竖向荷载偏心。隔震结构的设防标准也高于常规结构，即在多遇地震时，基本不受损坏，在罕遇地震时，不发生危及生命安全和丧失使用价值的破坏。隔震层以下的

6、结构应按罕遇地震计算和配筋。PKPM建立的隔震模型如下图所示PKPM建立的隔震模型图2.3隔震构造措施2.3.1在建筑上：采用必要的包裹等防火措施，保证火灾时对橡胶支座的保护达到地下室防火等级要求的耐火极限。其次是穿越隔震层的水电管线采用柔性连接，预留地震位移。此外，楼层装修时装修贴面等不应对隔震层位移产生限制。该工程从设计上、施工上都较好地解决了这些问题。2.3隔震构造措施2.3.2支座间距的构造要求：结合《抗震规范》对支座间距的构造要求，按预期减震系数0.5及隔震支座压应力小于12MPa等控制指标预布置隔震支座。采用《抗震规范》推荐的剪切型模型，利用弹塑性时程分析法对隔

7、震前后结构的地震反应进行对比分析，多遇地震作用下隔震结构与对应的非隔震结构最大的层间剪力比及罕遇地震下隔震层的平均最大位移均满足《抗震规范》。具体设计计算时，采用PKPM系列软件，将隔震支座简化为铰支座，在乘以地震力调整系数后，上部结构地震作用满足《抗震规范》关于最小地震力的要求。2.3隔震构造措施2.3.3隔震结构构造措施要求：根据《抗震规范》对隔震结构构造措施的要求，丙类建筑在一定条件下，可适当降低其构造要求，乙类建筑则不明确，参照国外的一般做法，该工程隔震层以上的结构仍按乙类建筑抗震设防烈度提高一度设防要求确