建筑工程隔震设计及施工技术图文讲义(PPT98页)

1、 XX有限公司建筑隔震设计及施工主 要 内 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震层三、地震反应观测四、隔震设计方法五、工程应用（超高层）和经济性分析隔震建筑的定义建筑物和基础之间，设置一种特殊装置把建筑物和地面分开，隔离地震能量向建筑物传递，减轻地震灾害。 这就是隔震建筑。基础地震波建筑物特殊装置地面隔震房屋这条缝把建筑物与地面分开从外表看水平隔震缝设置抗震房屋 隔震房屋地震变形对比一般建筑物隔震建筑物抗震建筑与隔震建筑的区别地震动 地震动柱柱梁JSSI公塚正行:免震構造資料恢复力特征框架状态形成塑性铰“建筑隔震”技术从结构体系到设计思想是对现行抗震技术的发展与突破 基础房屋结构抗震房屋隔震房屋房

2、屋结构基础 房屋和基础牢牢地连接 用隔震层削弱这种连接 抗震思想提高房屋自身的抗震能力 隔离地震能量向房屋输入 技术措施强化房屋结构刚度和延性 滤波 隔震建筑地震反应模拟隔震建筑缓慢接近刚体平动（长周期）加速度甚至减小 100% 40%上部结构可保持弹性室内设备、装修等完好固定基础隔震支座传统房屋激烈晃动加速度放大 100% 250% (中国规范取2.25)梁柱裂,内部装饰、设备破坏 可降低水平地震作用26倍：大震时，建筑物不倒塌、甚至不破坏；室内设备、贵重物品、信息系统不损坏；基本不中断人的正常生活与服务。 （地陷、地隆起、竖向地震严重情况除外） 隔震效果不隔震地震了！加速度放大室内破坏地面

3、加速度 房屋加速度 放大振动台地震模拟对比试验Elcen.NS 波 加速度峰值：270cm/s2隔 震Elcen.NS 波 加速度峰值：270cm/s2相同地面加速度房屋加速度 降低了83%加速度减小室内安定主 要 内 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震层三、地震反应观测四、隔震设计方法五、工程应用（超高层）和经济性分析非隔震结构隔震结构阻尼器+橡胶隔震支座由隔震支座、阻尼器及相连的梁板体系、支撑（墩）等组成隔震层组成 隔震建筑物实例 （日本）隔震建筑物实例 隔震建筑物实例隔震建筑物实例隔震建筑物实例感压式地震变位记录装置隔震支座种类橡胶支座 天然橡胶高阻尼橡胶铅芯+天然橡胶U型减震器+天然橡胶

4、广义的隔震系统还包括摩擦滑移、摩擦摆、悬吊系统等，但应用较少保护胶铅芯钢-橡胶复合材料体一层钢板、一层橡胶相间叠合隔震支座结构铅芯橡胶支座 （LRB）橡胶层数：34厚度：4.0mm钢板层数：33厚度：3.1mm隔震支座的性能 稳定支撑上部结构隔离地震能量向建筑物的输入叠层橡胶的受力原理橡胶块变形前剪力压缩载荷压缩变形大橡胶块压缩剪切变形后压缩载荷压缩变形小剪力叠层橡胶变形前叠层橡胶压缩剪切变形后叠层橡胶的结构直径 Dr一层橡胶的厚度 tr橡胶的层数 n中间钢板厚度第一次形状系数第二次形状系数钢板与橡胶层交替叠层隔震装置：叠层橡胶特征垂直刚度水平刚度水平变形性能法兰盘罩板铅芯中间钢板内层橡胶包覆

5、橡胶隔震支座压剪试验隔震支座压剪试验_关松太郎隔震支座压剪试验照片6.1.4 压缩剪切试验 （5003.75-26试验体、表面压力200kg/cm)600 隔震支座15MPa400%压剪试验(同济大学提供)叠层橡胶隔离器抗压试验前叠层橡胶隔离器抗压试验 刚刚断裂的试验体叠层橡胶隔离器抗压试验 断裂的瞬间叠层橡胶隔离器抗压试验 试验体的断裂面铅芯支座（LRB）600的垂直和水平刚度橡胶直径600 mm鉛芯直径100 mm橡胶层4.0 mm 40层=160.0 mm内部鋼板3.1 mm一次形状系数 S137.5二次形状系数 S23.8叠层橡胶截面积274,889 mm2预期垂直荷重2,199 kN

6、 = 224.3 tonf (0 = 8.0 N/mm2)垂直剛性 KV2207000 kN/mm水平剛性 KH1024 kN/mm (KV /2155)铅芯支座（LRB）600的垂直和水平刚度RC柱 700700 mm、高4000mm竖向刚度cKV、竖向変形cV (Ec=21kN/mm2)刚度大体相同铅芯支座（LRB）600的垂直和水平刚度主 要 内 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震层三、地震反应观测四、隔震设计方法五、工程应用（超高层）和经济性分析邮电中心 震后支座 2004年地震隔震建筑物的地震反应综合医院竣工年月：1997年3月结构类别：钢筋混凝土层B1层损坏较轻的隔震建筑物/libr

7、ary/casestudy/mensin/b0da0e0000002nki.html叠层橡胶支座弹性滑动支座隔震层位移23cm隔震层共计使用了50个直径为f 800mm、f 900mm的天然橡胶系列叠层橡胶支座，10个f 90的钢棒阻尼器和40个f 180的铅阻尼器，尽可能均匀设置使隔震层不产生偏心。根据反应预测分析，阻尼器的屈服力总和设定为建筑物总重量的2.1%，（铅、钢棒的负担比约为1：1）， 某超高层中间层隔震 (1)用途：住宅层数： 地上36F，塔楼1F高度： 123m结构形式： 地上RC隔震层：3-4F隔震器：LRBx40，RBx11层建筑面积：3,448总建筑面积：51,856竣工

8、日期：2011/01主 要 内 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震层三、地震反应观测四、隔震设计方法五、工程应用（超高层）和经济性分析1 隔震层布置 （1）基底隔震 （2）首层隔震 （3）层间隔震 基础隔振东京 ：国立国际医院隔震结构设计,地上16层，地下2层，SRC加RC结构，采用基础隔震，地下一层为隔震层，地下二层为停车场 地下室隔震 首层柱顶隔震 中间层隔震荷载情况建筑基本情况经济条件 隔震性能目标确定根据荷载与结构布局等初步估计隔震支座数量和位置、直径和规格对砌体结构或相似的结构可采用简化方法计算剪力比确定减震系数对周期偏长的结构可采用时程分析法计算剪力比中国隔震设计流程上部结构设计隔震

9、层设计下部结构基础设计根据减震系数来折减上部结构所受地震作用，计算基底剪力；上部结构的地震作用分布可用矩形代替传统的倒三角形验算支座的面压是否满足规定；验算罕遇地震作用下隔震层位移是否满足规定按罕遇地震作用下隔震体系分析结果，验算隔震层以下结构;地基基础抗震验算仍按原设防烈度考虑满足隔震构造要求分步设计 分步设计方法上部结构、隔震层、基础和下部结构分别进行设计、验算。上部结构下部结构与基础（）橡胶受拉后内部有损伤，降低了支座的弹性性能；（）支座出现拉应力，意味着上部结构存在倾覆危险；（）支座在拉伸应力下滞回特性的实物试验尚不充分。2 隔震支座一般不允许出现拉应力，主要考虑：三、下部结构1.隔震

10、层支墩、支柱及相连构件：罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算；2.隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘）中直接支承隔震层以上结构的相关构件：嵌固刚度比和设防地震的抗震承载力要求，罕遇地震下抗剪承载力验算；地面以上隔震层以下罕遇地震下层间位移限值满足要求 1/100 1/200 1/2502001版：隔震层以下结构（包括地下室）的地震作用和抗震验算，应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。2） 基础的验算和处理原则隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行，甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定，直至全部消除液化

11、沉陷。防火措施耐火包覆耐火包覆材料（硅酸钙板）上部钢筋混凝土柱叠层橡胶下部钢筋混凝土柱热膨胀耐火材料（Fiblock）缝隙施工完成电梯配置原则说明立面原则隔震层往下倒吊，可采用RC或钢构方式配置，并于电梯基坑下方配置滑动支撑倒吊电梯原则上不宜超过3个楼层。若超过3个楼层则需配置可挠式電梯，但成本相对提高甚多。隔震設計Q&A倒吊式電梯滑動支承1FISOF2F中间层隔震 隔震支座的耐火保护中间层隔震（停车场）的耐火保护材料隔震建筑物 告示牌地铁入口相邻的隔震建筑告示 隔震医院的告示牌示主 要 内 容一、隔震原理二、隔震支座、隔震层三、地震反应观测四、隔震设计方法五、工程应用（超高层）和经济性分析摩

12、擦滑移体系 摩擦材料耐久性、可靠性、施工难度大、震后复位问题橡胶隔震支座体系 研究应用发展迅速，支座国产化，技术成套，逐渐成为应用主流 国内概况小规模试点 1993-1994扩大试点 1995-1996推广应用 1997-2000稳步发展 2001-2007 加速发展 2008至今国内橡胶支座应用国内橡胶支座应用国内橡胶支座应用 国家标准建筑抗震设计规范GB500111)第12章“隔震与消能” 2001年 2010年设计技术标准化 建工行业标准隔震建筑施工与验收规范1)第12章2011年9月启动 2012年完成施工验收技术标准化行业标准建筑隔震橡胶支座 JG118-2000 2000年产品标准

13、化建筑结构隔震构造详图 （03SG610-1） 2003检测检验技术标准化北京通惠家园地铁大平台隔震隔震支座层间隔震办公楼 200511层，地下3层 框剪GZP600-800:281个GZY600-800:129个88储油罐试验-Application in Oil Tank (2)Shaking table tests for oil tank using isolation in China储油罐 隔震-Application in Oil Tank (4)LNG 天然气罐 广东 0.37g 直径84m，高50m，160000m3 , 重133000t，支撑于360个桩，2007年完工变电站 隔震-Application in industry facilities隔震支座变压器 倒 塌结构平面图及隔震器布置RBf1300RBf1400SLDf1500现场照片200301 结构封顶RB f1300SLD f150026层 隔震住宅一、爱知县厅