建筑隔震设计

隔震震建建筑筑设设计计与与施施工工薛彦彦涛涛研研究究员员中中国国建建筑筑科科学学研研究究院院Tel容容（1）隔隔震震建建筑筑原原理理（2）地地震震时时隔隔震震建建筑筑表表现现（3）隔隔震震层层组组成成橡胶胶隔隔震震支支座座滑动动隔隔震震支支座座消能能减减震震装装置置（4）隔隔震震技技术术应应用用范范围围和和适适用用条条件件（5）隔隔震震设设计计基基本本要要求求（6）隔隔震震结结构构的的设设计计隔震震层层位位置置隔震震结结构构计计算算隔震震层层设设计计下部部结结构构及及基基础础设设计计上部部结结构构设设计计隔震震结结构构常常用用构构造造图图（7）隔隔震震支支座座检检验验要要求求（8）施施工工技技术术要要点点内容容（1）隔隔震震建建筑筑原原理理（2）地地震震时时隔隔震震建建筑筑表表现现（3）隔震层层组成橡胶隔震震支座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点隔震建筑隔震建筑就是是在建筑物的的基础和上部部结构之间设设置隔震装置置（或系统）），形成隔震震层，以达到到阻隔地震时时地面振动向向上部结构传传递地震力（（或振动能量量），降低结结构在地震下下的振动反应应的目的。基础地震波建筑物地面隔震装置隔震原理示意意图隔震沟这是一张建筑筑隔震原理图图，上部建筑筑、基础、隔隔震装置、消消能装置、隔隔震沟。地震震发生时，地地震波由地面面传至基础，，在向上部建建筑物传递时时，首先要通通过隔震层，，这时隔震层层中连接建筑筑物和基础的的隔震装置就就可以发挥隔隔离作用，地地震波只有一一小部分能够够通过隔震层层传到上部建建筑中。如果果隔震层中还还安装消能装装置，那么，，隔震层还将将耗散掉一部部分地震能量量，进一步减减少地震能量量向上部建筑筑的传输，减减少建筑物的的地震反应，，保护建筑物物在地震作用用下的安全。。ELcentro加速度反应谱谱ELcentro位移谱隔震动力学原原理从加速度图中中可以看出，，结构周期较较小的结构所所受到的地震震作用较大，，而周期较长长的结构受到到的地震作用用要小得多。。因此，如果果将周期较小小的结构周期期变长，那么么地震作用也也能随着降低低很多。从位移图中可可以看出，结结构周期变长长后，结构的的位移是增加加的，在2.5秒左右达到最最大，随后略略有减小。因因此如果我们们将结构刚度度减少，虽然然地震作用降降低了，但结结构变形仍然然很大，并没没有达到降低低地震反应的的目的。但如如果我们不降降低结构的刚刚度，而在结结构和基础之之间设置一个个水平刚度较较小的隔震层层，那么隔震震层与上部结结构组成的结结构周期就会会变长，根据据位移反应谱谱得到的结构构大变形就只只能集中发生生在隔震层中中，上部结构构的变形由于于地震作用小小了，刚度不不变，变形也也就小了。这这就是隔震建建筑的动力学学原理。反应谱还提供供了一个信息息，结构阻尼尼越大，结构构反应越小。。因此，可以以利用隔震层层变形大的特特点，安装消消能器，消耗耗地震能量，，增加结构的的阻尼，减小小隔震层上部部结构的地震震反应。隔震建筑震源内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点南加州大学医医院南加州大学医医院（隔震结结构），8层。南加州大学医医院地震记录录基础加速度为为0.49g，而顶层加速速度只有0.21g。南加州大学医院医院(隔震)OliveView医院(不隔震)甘肃陇南的一一幢居民住宅宅砖混隔震建筑筑，砖混结构构，6层隔震与非隔震震结构地震反反应对比隔震建筑室内内家具完好非隔震建筑室室内家具翻倒倒动画(1对比试验)内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点隔震层一般由由隔震支座和和消能器组成成。隔震支座一方方面要支撑建建筑物的竖向向重量，另一一方面在水平平方向提供一一个较小的水水平刚度，并并且具有自复复位的功能。。目前建筑常常用的隔震支支座主要有叠叠层橡胶支座座和滑板隔震震支座。消能能器又称阻尼尼器，主要用用来吸收或耗耗散地震能量量，抑制隔震震层产生较大大的位移。常用的阻尼器器有金属变形形阻尼器、粘粘弹性阻尼器器、粘滞阻尼尼器、摩擦阻阻尼器等。铅芯叠层橡胶胶支座则是将将叠层橡胶支支座与铅阻尼尼器完美结合合在一起，发发挥隔震作用用的同时，又又能起消能的的作用。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔结构常用构构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点（9）工程设计设设计实列橡胶隔震支座座是由多层橡橡胶和多层钢钢板或其他材材料交替叠置置结合而成的的隔震装置，，又称叠层橡橡胶隔震支座座，目前常用用的橡胶隔震震支座有两种种：普通通橡橡胶胶支支座座铅芯芯橡橡胶胶支支座座。普通通叠叠层层橡橡胶胶支支座座普通通橡橡胶胶支支座座包包括括4部分分:积层层钢钢板板、、积积层层橡橡胶胶、、保保护护橡橡胶胶和和上上下下连连接接钢钢板板。。普通通橡橡胶胶支支座座具具有有弹弹性性性性质质，，本本身身没没有有明明显显的的阻阻尼尼性性能能，，所所以以通通常常它它需需要要和和阻阻尼尼器器一一起起使使用用。。铅芯芯叠叠层层橡橡胶胶支支座座铅芯芯橡橡胶胶支支座座包包括括5部分分:积层层钢钢板板、、积积层层橡橡胶胶、、铅铅芯芯棒棒、、保保护护橡橡胶胶和和上上下下连连接接钢钢板板。。铅芯芯橡橡胶胶支支座座既既起起到到隔隔震震的的作作用用，，又又起起到到阻阻尼尼的的作作用用，，所所以以它它可可以以单单独独地地在在隔隔震震结结构构中中使使用用，，无无需需另另设设阻阻尼尼器器，，使使增增加加隔隔震震系系统统的的阻阻尼尼变变得得简简单单。。橡胶胶隔隔震震支支座座的的耐耐久久性性1889年在在澳澳大大利利亚亚墨墨尔尔本本市市的的一一座座铁铁路路高高架架桥桥上上安安装装了了天天然然橡橡胶胶垫垫，，这这座座高高架架桥桥至至今今仍仍在在使使用用中中。。研研究究人人员员从从使使用用了了100多年年的的天天然然橡橡胶胶垫垫上上切切下下一一块块橡橡胶胶试试样样进进行行测测试试，，发发现现虽虽然然橡橡胶胶中中没没有有加加抗抗氧氧化化剂剂，，但但仅仅在在表表面面1.5mm产生生老老化化，，以以下下的的橡橡胶胶性性能能未未发发生生任任何何改改变变。。这这说说明明在在一一般般情情况况下下，，橡橡胶胶的的天天然然老老化化限限制制在在表表面面区区域域。。1962建成成的的英英国国伦伦敦敦至至肯肯特特的的M2高速速公公路路桥桥上上，，使使用用了了叠叠层层橡橡胶胶支支座座，，1982年移移出出两两个个进进行行了了压压缩缩和和剪剪切切刚刚度度试试验验，，并并切切开开一一个个橡橡胶胶支支座座研研究究橡橡胶胶性性能能，，结结论论是是，，支支座座的的压压缩缩及及剪剪切切刚刚度度没没有有明明显显变变化化，，表表面面无无任任何何开开裂裂及及老老化化征征兆兆。。1966年建建成成的的伦伦敦敦奥奥尔尔班班6层隔隔震震公公寓寓，，采采用用了了叠叠层层橡橡胶胶支支座座。。之之后后每每8年进进行行一一次次观观测测，，从从外外观观上上未未发发现现老老化化现现象象，，硬硬度度也也无无变变化化。。《行业业标标准准》规定定：：叠叠层层橡橡胶胶支支座座应应具具有有不不小小于于60年的的设设计计工工作作寿寿命命。。老化化性性能能是是指指支支座座在在常常温温下下的的各各项项力力学学性性能能，，如如：：竖竖向向刚刚度度、、水水平平刚刚度度、、等等效效粘粘滞滞阻阻尼尼比比和和水水平平极极限限变变形形能能力力等等保保持持稳稳定定。。要要求求变变化化率率不不超超过过20%，且且外外观观无无龟龟裂裂。。目前前老老化化性性能能测测试试采采用用加加热热加加速速试试验验预预测测。。橡胶胶隔隔震震支支座座技技术术参参数数形状状系系数数（（第第一一形形状状系系数数，，第第二二形形状状系系数数））竖向向刚刚度度竖向向极极限限压压应应力力竖向极限拉拉应力水平变形水平刚度屈服后刚度度等效阻尼比比第一形状系系数第一形状系系数用于控控制橡胶隔隔震支座竖竖向刚度和和竖向承载载力控制每层橡橡胶的厚度度的形状系系数称为第第一形状系系数，用S1表示，定义义如下：规范规定：：为了保橡胶胶隔震在竖竖向荷载作作用下的承承载力要求求第一形状状系数S1≥15。第二形状系系数地震作用下下，橡胶支支座会发生生较大的水水平变形，，这就要求求处于大变变形的橡胶胶支座在高高压应力下下不致失去去自身的稳稳定性，为为了控制橡橡胶支座的的稳定性，，引入第二二形状系数数S2，S2定义如下：规范规定：：1.第二形状系系数S2≥5。2.如果第二形形状系数不不能满足上上述要求时时，压应力力设计值应应适当降低低。当5＞S2≥4时，降低20%；当4＞S2≥3时，降低40%。竖向刚度（（通过试验验获得）剪切弹性模模量0.392N/N/水平变形橡胶隔震支支座的水平平变形是指指支座上下下连接板间间的相对位位移，通常常就是隔震震层的变形形，用隔震震支座的剪剪应变表示示：规范规定：：橡胶支座在在竖向平均均压应力设设计限值下下的极限水水平变位，，应大于其其有效直径径的0.55倍（0.55d）和橡胶层层总厚度3倍两者的较较大值。行业标准则则规定：支支座的水平平极限剪切切变形不应应小于橡胶胶总厚度的的350%。水平刚度橡胶隔震支支座的水平平刚度是一一个非常重重要的参数数，通过试试验获得。。试验测定定结构水平平刚度时，，竖向荷载载保持为设设计压应力力限值。多遇地震下下的刚度，，宜采用水水平加载频频率为0.3Hz且隔震支座座剪应变为为50%的水平刚度度；对罕遇地震震验算，分分二种情况况。直径小小于600mm的隔震支座座宜采用水水平加载频频率为0.1Hz且隔震支座座剪应变不不小于250%时的水平动动刚度，直直径不小于于600mm的隔震支座座可采用水水平加载频频率为0.2Hz且隔震支座座剪应变为为100%时的水平动动刚度。加加载采用正正弦波。竖向极限压压应力竖向极限压压应力指橡橡胶支座在在无任何水水平变形的的情况下可可承受的最最大压应力力。夹层钢板越越厚，强度度越高，橡橡胶支座的的竖向承载载力越高。。规范规定：：≥90MPa。竖向平均压压应力设计计值规范规定：：竖向平均压压应力设计计值不应超超过下表中中的规定。。建筑类别甲类建筑乙类建筑丙类建筑平均压应力限值（MPa）101215当隔震支座座外径小于于300mm时，其平均均压应力限限值对丙类类建筑为12MPa。水平位移0.55D时的竖向压压应力橡胶支座变变形后的受受荷面积地震时，橡橡胶隔震支支座会发生生较大的水水平位移，，此时支座座仍须承担担上部结构构荷载，为为保证橡胶胶隔震支座座在地震下下正常工作作，规定水水平位移为为0.55D时，橡胶隔隔震支座可可承担的最最大压应力力作为极限限压应力。。这时的受受荷面积为为0.256D2。通过试验得得知，当橡橡胶隔震支支座的第一一形状系数数S1≥15，第二形状状系S2≥3，橡胶硬度度不小于40时，隔震支支座的最小小屈服应力力值=34MPa，行业标准准中取30MPa。竖向拉应力力设计值限限值竖向拉应力力指支座在在轴向拉力力作用下产产生的应力力，要求极极限拉应力力不小于1.5MPa。可以看出出，橡胶隔隔震支座的的竖向极限限拉应力远远小于竖向向极限压应应力，这是是因为受拉拉承载力是是由钢板与与橡胶之间间的粘结来来保证的。。因此设计计时应尽量量避免橡胶胶隔震支座座受拉，如如果不能避避免，拉应应力≤1MPa。等效粘滞阻阻尼普通橡胶隔隔震支座的的滞回曲线线远没有铅铅芯橡胶隔隔震支座的的滞回曲线线饱满，振振动中消耗耗的能量也也小得多。。滞回曲线线的这一特特性可用阻阻尼表示，，滞回曲线线饱满，面面积越大，，消耗的量量也越多，，阻尼也越越大。普通橡胶隔隔震支座的的滞回环很很窄，消耗耗的能量较较小，等效效阻尼比为为1%~2%。铅芯橡胶胶隔震支座座的滞回环环比较丰满满，消耗能能量较多，，等效阻尼尼比可达15%~25%。

---表示滞回环的面积

反映阻尼的的参数是等等效阻尼比比内容（1）隔震建筑筑原理（2）地震时隔隔震建筑表表现（3）隔震层组组成橡胶隔震支支座滑动隔震支支座消能减震装装置（4）隔震技术术应用范围围和适用条条件（5）隔震设计计基本要求求（6）隔震结构构的设计隔震层位置置隔震结构计计算隔震层设计计下部结构及及基础设计计上部结构设设计隔结构常用用构造图（7）隔震支座座检验要求求（8）施工技术术要点（9）工程设计计设计实列列滑板隔震支支座平板式摩擦擦滑移隔震震支座构造造图平板式摩擦擦滑移隔震震支座实物物目前常用的的滑动隔震震支座主要要有平板式式摩擦滑移移隔震支座座和摩擦摆摆隔震支座座。由于使使用较少，，在建筑行行业还没有有统一的设设计规范和和行业标准准，设计人人员若要采采用这类支支座，须考考虑支座生生产厂家给给出的产品品性能参数数。这是平平板式滑移移隔震支座座，主要由由:不锈钢摩擦擦板,聚四氟乙烯烯（PTFE）滑移层和和橡胶垫组组成，不锈锈钢摩擦板板的表面需需经过专门门的刨光处处理,并在其上涂涂一层热硬硬化的树脂脂以提高其其耐磨性。。摩擦摆隔震震支座（类类型I）摩擦摆隔震震支座构造造图摩擦摆隔震震支座（类类型II）内容（1）隔震建建筑原理理（2）地震时时隔震建建筑表现现（3）隔震层层组成橡胶隔震震支座滑动隔震震支座消能减震震装置（4）隔震技技术应用用范围和和适用条条件（5）隔震设设计基本本要求（6）隔震结结构的设设计隔震层位位置隔震结构构计算隔震层设设计下部结构构及基础础设计上部结构构设计隔震结构构常用构构造图（7）隔震支支座检验验要求（8）施工技技术要点点消能减震震装置液体粘滞滞阻尼器器铅棒阻尼尼器碟形弹簧簧阻尼器器液体粘滞滞阻尼器器粘滞阻尼器剖剖面粘滞阻尼器原原理隔震结构构中粘滞阻尼器原原理安装装方法液体粘滞滞阻尼器器是一种种速度型型阻尼器器，它提提供作用用力的大大小与速速度相关关，推拉拉速度越越快，力力越大，，相反慢慢慢推和和拉，力力很小。。这种阻阻尼器没没有刚度度，安装装这种阻阻尼器不不会改变变隔震结结构的周周期，只只起消耗耗地震能能量的作作用。铅棒阻尼尼器铅棒阻尼尼器又称称U型铅阻尼尼器，是是用铅制制成的，，属金属属阻尼器器，靠大大变形后后金属的的塑性变变形消耗耗地震能能量，因因此称为为位移型型阻尼器器。这种种阻尼器器具有刚刚度，安安装后会会改变隔隔震结构构的周期期。碟形弹簧簧阻尼器器碟形弹簧簧阻尼器器，是用用软钢制制成的，，利用软软钢低屈屈服强度度的特点点，在大大变型情情况下消消耗地震震能量。。与铅阻阻尼器一一样。内容（1）隔震建建筑原理理（2）地震时时隔震建建筑表现现（3）隔震层层组成橡胶隔震震支座滑动隔震震支座消能减震震装置（4）隔震技技术应用用范围和和适用条条件（5）隔震设设计基本本要求（6）隔震结结构的设设计隔震层位位置隔震结构构计算隔震层设设计下部结构构及基础础设计上部结构构设计隔震结构构常用构构造图（7）隔震支支座检验验要求（8）施工技技术要点点隔震技术术应用范范围和适适用条件件2000抗震规范范作如下下要求：：（1）隔震设设计，应应主要应应用于使使用功能能有特殊殊要求的的建筑及及抗震设设防烈度度为8、9度的建筑筑。（3.8.1）（2）非隔震震时，结结构基本本周期小小于1.0s。（以下下12.1.3）（3）体型基基本规则则，高度度不超过过40m，在两个个主轴方方向以剪剪切变形形为主且且质量和和刚度沿沿高度分分布比较较均匀的的结构，，以及近近似于单单质点体体系的结结构。（4）建筑场场地宜为为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应应选用稳稳定性较较好的基基础类型型。（5）风荷载载和其它它非地震震作用的的水平荷荷载标准准值产生生的总水水平力，，不宜超超过结构构总重力力的10%。对一些使使用功能能有特殊殊要求的的建筑，，如地震震时不能能中断使使用的指指挥机关关、公安安消防部部门，地地震时不不能损坏坏信息系系统和重重要设备备的银行行、通讯讯部门，，不能发发生次生生灾害的的存放有有毒、爆爆炸物品品的建筑筑、高危危试验室室，地震震时要求求有更大大生命安安全保障障的幼儿儿园、中中小学、、医院等等建筑，，可以优优先考虑虑采用隔隔震技术术。随着隔震震技术的的深入研研究，隔隔震技术术也逐渐渐应用到到了中高高层建筑筑。在隔隔震发展展成熟的的日本，，隔震大大量用于于高层建建筑，有有些甚至至是超高高层建筑筑。OsakaCity，结构高168.5m，地下1层，地上50层，高宽比：：4.2（长边），5.7（短边）。四川成都凯德德风尚高层住住宅区隔震建建筑，小区总总建筑面积600,000m2，由27栋18～20层的高层住宅宅和2栋低层住宅组组成。隔震技术应用用范围和适用用条件2010抗震规范作如如下要求：（1）隔震设计可可用于抗震安安全性、使用用功能有较高高要求或专门门要求的建筑筑。（3.8.1）(以下12.1.3)（2）结构高宽比比宜小于4且变形特征接接近剪切形，，其最大高度度应满足规范范非隔震结构构要求；高宽宽比大于4的结构采用隔隔震设计时，，应进行详细细分析，必要要时通过试验验确定。（3）建筑场地宜宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用用稳定性较好好的基础类型型。（4）风荷载和其其它非地震作作用的水平荷荷载标准值产产生的总水平平力，不宜超超过结构总重重力的10%。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点１.设防目标采用隔震技术术的建筑的抗抗震设防水准准高于同条件件下的非隔震震建筑。规定定：达到的设设防目标是，，当遭受低于于本地区设防防烈度的多遇遇地震时应不不损坏，且不不影响使用功功能；当遭受受本地区设防防烈度的地震震时，应产生生非结构性损损坏或轻微的的结构损坏，，一般不需修修理仍可继续续使用；当遭遭受高于本地地区设防烈度度的预估的罕罕遇地震时，，应不致发生生危及生命的的破坏和丧失失使用功能。。（1）隔震建筑的的体型应基本本规则，上部部建筑重心尽尽可能与隔震震层的刚度中中心接近，保保证隔震结构构地震时不至至因太大的扭扭转而发生意意外的破坏。。（2）合理设置隔隔震结构的基基本周期，避避开场地周期期和上部结构构的周期，有有效发挥隔震震技术的效用用。（3）隔震设计应应根据预期的的水平向减震震系数和位移移控制要求，，选择适当的的隔震支座和和阻尼器（消消能器）。如如果需要，还还要设置抵抗抗风荷载的部部件（如抗风风拉杆或抗风风销键）。（4）隔震支座应应进行竖向承承载力的验算算和罕遇地震震下水平位移移的验算。2.隔震设计基本本要求（5）隔震层以上上结构的水平平地震作用应应根据水平向向减震系数确确定。考虑竖竖向地震作用用时，竖向地地震作用标准准值8度和9度时分别不应应小于隔震层层以上结构总总重力荷载代代表值的20%和40%。（6）隔震层以下下结构(包括地下室)的抗震验算应应采用罕遇地地震下隔震支支座底部的竖竖向力、水平平力和弯矩进进行设计。（7）隔震建筑地地基基础的抗抗震验算仍应应按抗震设防防烈度进行。。（8）穿过隔震层层的设备配管管、配线，应应采用柔性连连接或其他有有效措施适应应隔震层的罕罕遇地震水平平位移。（9）体型复杂或或有特殊要求求的结构采用用隔震方案时时，宜通过模模型试验后确确定。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点隔震层位置

隔震层在基础顶（无地下室）

隔震层在基础和地下室之间

隔震层设置在地下室内隔震层在地下室与上部结构之间隔震层在群房房与上部结构构之间中间层隔震下部建筑要用用作商业用途途时，采用隔隔震技术不方方便使用，可可将隔震层设设置在中间层层，位置不能能太高。隔震层置于基基础顶是最基基本的隔震构构造型式，可可最大限度地地隔离地震能能量。从建筑筑功能看，为为了方便安装装和维修隔震震装置，可将将安装及维修修层直接做成成地下或半地地下室，而隔隔震层就设置置在地下室的的柱顶或墙顶顶。将隔震层层设置在上部部结构中（中中间层隔震））主要时针对对一些特殊情情况所采取的的措施，如建建筑底部周围围没有可供位位移的空间。。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震震设计计基本本要求求（6）隔震震结构构的设设计隔震层层位置置隔震结结构计计算隔震层层设计计下部结结构及及基础础设计计上部结结构设设计隔震结结构常常用构构造图图（7）隔震震支座座检验验要求求（8）施工工技术术要点点隔震结结构计计算隔震层层刚度度隔震层层阻尼尼比水平向向减震震系数数水平地地震作作用计计算竖向地地震作作用计计算隔震结结构设设计计计算模模型隔震结结构计计算和和一般般结构构不同同，不不但要要进行行小震震下的的计算算，还还要进进行罕罕遇地地震下下的计计算，，内容容不但但有变变形验验算，，还有有强度度验算算。隔震结结构计计算包包括小小震下下隔震震结构构的强强度验验算，，解决决隔震震层以以上结结构的的设计计问题题。罕罕遇地地震计计算，，解决决隔震震层在在罕遇遇地震震下可可能出出现的的最大大位移移以及及隔震震层以以下结结构中中部分分构件件的强强度设设计问问题，，也就就是说说隔震震层以以下结结构中中的部部分构构件需需要按按罕遇遇地震震进行行设计计，这这与非非隔震震结构构有所所不同同。隔震层层刚度度隔震层层刚度度按下下式计计算：：――j隔震支支座(含阻尼尼器)由试验验确定定的水水平动动刚度度，当当试验验发现现动刚刚度与与加载载频率率有关关时，，宜取取相应应于隔隔震体体系基基本自自振周周期的的动刚刚度值值。隔震层层阻尼尼比隔震结结构阻阻尼比比按下下式计计算：：――j隔震支支座由由试验验确定定的等等效粘粘滞阻阻尼比比，单单独设设置的的阻尼尼器时时，应应包括括该阻阻尼器器的相相应阻阻尼比比计算隔隔震结结构地地震作作用时时需要要用这这个参参数，，通常常上部部结构构刚度度较大大的（（砌体体结构构和层层数较较少的的框架架结构构）隔隔震结结构隔隔震层层阻尼尼就是是整个个结构构的阻阻尼。。例如，，砖混混结构构和混混凝土土框架架结构构的阻阻尼比比为5%，如果果采用用铅芯芯橡胶胶支座座后，，隔隔震层层的阻阻尼比比为20%，则整整个结结构的的阻尼尼比为为20%，隔震震结构构地震震作用用时按按这个个阻尼尼比计计算地地震影影响系系数。。水平向向减震震系数数在小震震下的的结构构设计计中采采用分分部设设计方方法，，为此此引入入水平平向减减震系系数。。分部设设计方方法把把整个个隔震震结构构体系系分成成上部部结构构(隔震层层以上上结构构)、隔震震层、、隔震震层以以下结结构和和基础础四部部分，，分别别进行行设计计。小震下下隔震震结构构，采采取独独特的的分部部设计计方法法，引引入了了水平平向减减震系系数。。它们们在隔隔震设设计和和抗震震设计计之间间建立立起了了一座座相互互沟通通的桥桥梁，，使抗抗震设设计资资源和和技术术能在在隔震震设计计中继继续得得到应应用或或稍作作变动动后得得到应应用,这是抗抗震规规范的的重要要特色色。水平向向减震震系数数定义义为：：多遇遇地震震下，，结构构隔震震与非非隔震震相比比，楼楼层剪剪力的的比值值。目的是是将非非隔震震结构构设计计方法法用于于隔震震建筑筑的上上部结结构设设计。。计算方方法（1）对砌砌体房房屋或或与砌砌体房房屋结结构基基本周周期相相当的的房屋屋，水水平地地震作作用和和地震震反应应可采采用等等效侧侧力法法计算算；（2）其他他情况况，除除可采采用等等效侧侧力法法计算算外，，尚应应采用用时程程分析析法计计算。。时程分分析时时选波波要符符合规规范的的规定定。对于地地震波波的选选择：：行业业标准准规定定1、对对甲甲、、乙乙类类建建筑筑应应选选用用符符合合工工程程地地震震和和场场地地特特性性的的人人工工模模拟拟地地震震加加速速度度时时程程曲曲线线及及实实际际强强震震记记录录的的地地震震波波。。数数量量不不宜宜少少于于4条，，其其中中至至少少有有1条人人工工模模拟拟地地震震加加速速度度时时程程曲曲线线。。2、对对其其它它类类建建筑筑，，应应选选用用符符合合工工程程地地震震和和场场地地特特性性的的人人工工模模拟拟地地震震加加速速度度时时程程曲曲线线及及实实际际强强震震记记录录的的地地震震波波。。数数量量不不宜宜少少于于3条，，其其中中至至少少有有1条人人工工模模拟拟地地震震加加速速度度时时程程曲曲线线。。等效效侧侧向向力力法法包包括括基基底底剪剪力力法法和和振振型型分分解解反反应应谱谱法法。。在2010规范范中中又又增增加加的的楼楼层层倾倾覆覆力力矩矩的的要要求求，，取取剪剪力力和和倾倾覆覆力力矩矩的的较较大大值值。。对对较较高高的的建建筑筑可可能能是是倾倾覆覆力力矩矩起起控控制制作作用用。。为了了提提高高隔隔震震设设计计的的抗抗震震设设防防目目标标,设计计时时,水平平向向减减震震系系数数取取层层间间剪剪力力比比最最大大值值的的。且且不不宜宜小小于于0.25。规范范给给出出了了层层间间剪剪力力最最大大比比值值和和水水平平向向减减震震系系数数的的四四个个区区段段控控制制值值。。表表中中，层间间剪剪力力比比最最大大值值是是计计算算所所得得实实际际减减震震系系数数，，水水平平向向减减震震系系数数属属于于设设计计取取值值。。层间剪力比最大值0.530.350.260.18水平向减震系数0.750.50.380.25减震效果（相当于降）0.5度1.0度1.5度2.0度水平平地地震震作作用用计计算算隔震震结结构构按按非非隔隔震震结结构构计计算算水平平地地震震影影响响系系数数的的最最大大值值可可采采用用规规范范规规定定的的水水平平地地震震影影响响系系数数最最大大值值和和水水平平向向减减震震系系数数的的乘乘积积。。水平平地地震震作作用用沿沿高高度度可可采采用用矩矩形形分分布布（（按按质质量量均均匀匀分分布布））（1）简简化化计计算算多层层砌砌体体结结构构及及与与砌砌体体结结构构周周期期相相当当的的钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构采采用用隔隔震震时时，，可可采采用用简简化化计计算算方方法法。。简简化化计计算算要要求求结结构构规规则则，，变变形形基基本本为为剪剪切切型型。。①隔隔震震结结构构基基本本周周期期③隔隔震震层层剪剪力力④上上部部结结构构地地震震作作用用分分布布，，按按楼楼层层重重量量均均匀匀分分布布。。②减减震震系系数数（2）等等效效侧侧力力法法隔震震结结构构计计算算的的等等效效侧侧力力法法适适用用于于一一般般性性层层数数较较低低、、以以剪剪切切变变形形为为主主的的结结构构。。地震震作作用用计计算算方方法法与与规规范范中中的的底底部部剪剪力力法法和和振振型型反反应应谱谱法法相相同同。。计计算算时时，，可可以以按按非非隔隔震震结结构构计计算算，，只只是是地地震震影影响响系系数数取取值值有有所所不不同同，，计计算算得得到到的的非非隔隔震震结结构构的的地地震震影影响响系系数数要要乘乘以以减减震震系系数数。。地震震作作用用沿沿高高度度的的分分布布计计算算也也相相同同，，但但砌砌体体结结构构以以及及与与砌砌体体结结构构基基本本周周期期相相当当的的结结构构,沿高度按按均匀分分布计算算。需要说明明的是地地震作用用分布，，隔震结结构地震震作用分分布呈均均匀分布布或梯型型分布，，而非隔隔震结构构呈倒三三角或上上大下小小的曲线线分布。。因此计计算层剪剪力时，，通常情情况下非非隔震结结构每一一层的层层剪力都都会比隔隔震结构构大，所所以按非非隔震的的地震作作用分布布计算隔隔震结构构地震作作用分布布是偏保保守的。。（3）通用计计算方法法#隔震结构构水平地地震作用用的通用用计算方方法可采采用振型型分解反反应谱法法。计算算时，上上部结构构与隔震震层一并并考虑。。取隔震震结构的的振型及及周期，，根据规规范反应应谱计算算各振型型的地震震作用，，参考水水平向地地震作用用系数的的取值，，各振型型地震作作用按下下式进行行调整：：（4）水平地地震作用用要求按上述方方法计算算得到的的水平地地震作用用还应满满足下面面条件：：1）水平向向减震系系数不宜宜低于0.25,且隔震后后结构的的总水平平地震作作用不得得低低于非非隔震的的结构在在6度设防时时的总水水平地震震作用；；2）各楼层层的水平平地震剪剪力尚应应符合规规范最小小地震剪剪力系数数的规定定。楼层最小小地震剪剪力系数数值类别7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的结构0.012（0.018）0.024（0.032）0.04注：1.基本周期期介于3.5s和5.0s的结构，，可插入入取值2.括号内数数值分别别用于设设计基本本地震加加速度为为0.15g和0.30g的地区竖向地震震作用计计算考虑到橡橡胶隔震震支座对对竖向地地震的隔隔震效果果较差，，竖向地地震作用用验算按按下面要要求进行行：（1）6～7度可不进进行竖向向地震作作用的计计算；（2）8度和9度且水平平向减震震系数为为0.25时，上部部结构应应进行竖竖向地震震作用计计算；（3）8度且水平平向减震震系数不不大于0.5时，宜进进行竖向向地震作作用计算算。（4）竖向地地震作用用取值：：8度和9度时分别别不应小小于隔震震层以上上结构总总重力荷荷载代表表值的20%和40%。各楼层层可视为为质点，，按规范范计算其其竖向地地震作用用标准值值沿高度度的分布布。隔震结构构设计计计算模型型隔震结构构计算模模型通常常包括隔隔震层和和上部结结构，计计算软件件提供较较强功能能时，下下部结构构也可以以一并考考虑。由于隔震震房屋中中隔震层层的设置置，隔震震层以上上的结构构要求与与隔震层层以下的的结构完完全断开开，因此此隔震层层顶部需需要设置置一层楼楼板及必必要的支支撑梁体体系，计计算隔震震结构时时，这部部分结构构也应一一并计算算。（1）混凝土土结构一、通用用方法以一个平平面框架架隔震结结构为例例，隔震震结构的的计算简简图见图图，隔震震结构计计算时将将隔震层层作为一一层楼输输入，隔隔震支座座可以看看成是一一个“短短柱”，，短柱的的水平刚刚度取相相对应的的隔震支支座的等等效水平平刚度，，竖向刚刚度取相相对应的的隔震支支座的竖竖向刚度度，这样样就可以以采用现现在一些些通用的的设计软软件，如如SATWE和TBSA等，进行行隔震结结构的分分析，并并进行上上部结构构的配筋筋计算了了。框架剪力力墙结构构和剪力力墙结构构采用隔隔震技术术时，也也可以参参考框架架隔震的的方法建建立计算算模型。。采取这种种模型计计算时，，地震作作用计算算按前面面介绍的的通用方方法。好好处是概概念清楚楚，可以以准确计计算出隔隔震层上上所有结结构构件件内力并并进行强强度验算算，包括括隔震层层顶板的的梁。二、减震震系数法法建立不考考虑隔震震的结构构模型，，地震影影响系数数取非隔隔震的地地震影响响系数与与减震系系数的乘乘积。这这种模型型不能计计算隔震震层顶板板的梁。。（2）砌体结结构隔震砌体体结构采采用软件件设计时时，可以以按非隔隔震结构构建立计计算模型型，地震震作用可可以采用用上述简简化算法法。地震震作用沿沿竖向分分布能取取均匀分分布最好好，如果果软件不不能提供供这种分分布方式式，采用用倒三角角的分布布也是可可行的，，墙体强强度验算算偏安全全。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点隔震层设计包包含:隔震支座的布布置隔震支座承载载力验算罕遇地震下最最大位移水平屈服荷载载弹性水平恢复复力验算。1.隔震支座的布布置隔震装置布置置时要同时考考虑竖向和水水平向的要求求。首先隔震震装置要满足足竖向荷载的的要求，其次次是水平荷载载。为了提高高上部结构的的减震效果，，隔震层的总总水平刚度应应尽量小，同同时也要控制制隔震层的位位移。框架结构的隔隔震可以采用用一柱一个隔隔震支座的形形式。当柱轴轴力非常大，，一个支座无无法满足承载载力的要求时时，可以采取取一柱多个隔隔震支座的形形式。剪力墙结构的的隔震支座布布置原则是纵纵横向承重墙墙交接处、墙墙体端部和墙墙身下。要求求剪力墙下的的隔震支座间间距不大于2米。2010抗规对剪力墙墙墙下布置间间距不大于2m的规定进行了了修改，不作作要求，可以以只在两端布布置。规范要求隔震震支座底面宜宜布置在相同同标高位置上上，必要时也也可布置在不不同的标高位位置上。因此一个建筑筑物的隔震支支座可以放置置在同一标高高上，也可以以放置在不同同标高上。隔隔震支座放置置在不同标高高上并不影响响隔震效果。。特别注意的的是，隔震支支座周围须留留有足够的变变形空间，见见图。同一建筑物中中选用多个型型号的隔震支支座时，一般般保证支座的的顶标高相同同。隔震支座布置置符合下列要要求：（1）隔震层由隔隔震支座、阻阻尼装置和抗抗风装置组成成。阻尼装置置和抗风装置置可与隔震支支座合为一体体，亦可单独独设置。必要要时可设置限限位装置。（2）隔震层刚刚度中心宜与与上部结构的的质量中心重重合。（3）隔震支座座的平面布置置宜与上部结结构和下部结结构中竖向受受力构件的平平面位置相对对应。（4）同一房屋屋选用多种规规格的隔震支支座时，应注注意充分发挥挥每个隔震支支座的承载力力和水平变形形能力。（5）同一支承承处选用多个个隔震支座时时，隔震支座座之间的净距距应大于安装装和更换时所所需的空间尺尺寸。（6）设置在隔震震层的抗风装装置宜对称、、分散地布置置在建筑物的的周边。（7）隔震层在罕罕遇地震下应应保持稳定，，不宜出现不不可恢复的变变形。2.隔震支座承载载力验算隔震支座承载载力验算包括括承压验算和和受拉验算。。计算平均压应应力设计值时时，按永久荷荷载（静荷载载）和可变荷荷载（活荷载载）组合计算算；对需验算算倾覆的结构构应包括水平平地震作用效效应组合；对对需进行竖向向地震作用计计算的结构，，尚应包括竖竖向地震作用用效应组合。。橡胶隔震支支座的平均压压应力设计值值不应超过规规范的规定。。隔震房屋抗倾倾覆验算应符符合下列要求求：1隔震房屋的高高宽比超过《抗震规范》相应规定时，，应进行抗倾倾覆验算。2隔震房屋抗倾倾覆验算包括括结构整体抗抗倾覆验算和和隔震支座承承载力验算。。3进行结构整体体抗倾覆验算算时，应按罕罕遇地震作用用计算倾覆力力矩，并按上上部结构重力力代表值计算算抗倾覆力矩矩。抗倾覆安安全系数应大大于1.2。4上部结构传递递到隔震支座座的重力代表表值应考虑倾倾覆力矩所引引起的增加值值。5在罕遇地震作作用下验算倾倾覆时，现行行规范要求橡橡胶隔震支座座不应出现拉拉应力。隔震震支座不宜出出现受拉应力力是考虑到橡橡胶受拉后内内部有损伤，，降低了支座座的弹性性能能，隔震支座座出现拉应力力，意味着上上部结构存在在倾覆危险。。但随着对橡橡胶隔震支座座的深入研究究，以及橡胶胶隔震支座生生产水平的不不断提高，隔隔震支座橡胶胶可以承担一一定的拉应力力，实践中要要求罕遇地震震下橡胶隔震震支座的设计计拉应力控制制在1~1.2MPa以内。罕遇地震作用用下验算倾覆覆时，隔震支支座压应力取取30~35MPa3.隔震层罕遇地地震下的位移移（1）罕遇地震下下隔震层剪力力直接按规范范反应谱计算算得到。（2）隔震层质心心在罕遇地震震下的水平位位移按下式计计算：（3）隔震层中各各隔震支座在在罕遇地震作作用下的最大大水平位移应应满足下列要要求（取大值值）：上部结构及隔隔震层部件应应与周围固定定物脱开。（1）与水平方向向固定物的脱脱开距离不宜宜少于隔震层层在罕遇地震震作用下最大大位移的1.2倍，且不小于于200mm；（2）与竖直方向向固定物的脱脱开距离宜取取所采用的隔隔震支座中橡橡胶层总厚度度最大者的1/25加上10mm，且不小于15mm。4.隔震层水平屈屈服荷载为了保证隔震震层在风载和和微小地震作作用下，防止止隔震层产生生较大位移，，影响隔震建建筑的正常使使用，要求隔隔震层“不屈屈服”。为实实现这个目标标，可以设置置一些抗风装装置、使用具具有一定刚度度的铅芯橡胶胶隔震支座和和较大初刚度度的位移型消消能器（阻尼尼器）。规范要求抗震震风装置的水水平抗震承载载力按下式进进行验算：――风荷载分项系数，取1.4；

――风荷载作用下隔震层水平剪力标准值

――抗风装置的水平承载力设计值；

通常情况下，，采用适当数数量的铅芯橡橡胶隔震支座座就可以达到到这个要求，，不足时可以以增加一些抗抗风拉杆。在在风荷载较大大的沿海地区区，还可以设设置抗风销键键，销键由金金属制成，用用销键的抗剪剪强度抵抗风风荷载的作用用，一但较大大地震发生，，抗风销键剪剪断，隔震支支座发挥作用用。5.隔震层弹性恢恢复力地震下隔震层层应保证具有有一定的弹性性恢复力，保保证地震后建建筑物回到初初始位置。规规范要求：在多遇地震作作用和风作用用下，隔震支支座产生的水水平恢复力要要大于隔震支支座的水平屈屈服荷载，也也就是说，隔隔震支座屈服服后，仍有足足够大的恢复复力以避免显显著的残余变变形，有能力力承受余震和和未来再次发发生的地震作作用。6.隔震层的构造造要求：（1）隔震支座与与上部结构、、下部结构应应有可靠的连连接。（2）与隔震支座座连接的梁、、柱、墩等应应考虑水平受受剪和竖向局局部承压，并并采取可靠的的构造措施，，如加密箍筋筋或配置网状状钢筋。（3）利用构件件钢筋作避雷雷线时，应采采用柔性导线线连通上部与与下部结构的的钢筋。（4）穿过隔震震层的竖向管管线应符合下下列要求：1）直径较小的的柔性管线在在隔震层处应应预留伸展长长度，其值不不应小于隔震震层在罕遇地地震作用下最最大水平位移移的1.2倍；2）直径较大的的管道在隔震震层处宜采用用柔性材料或或柔性接头；；3）重要管道、、可能泄漏有有害介质或燃燃介质的管道道，在隔震层层处应采用柔柔性接头。（5）隔震层设设置在有耐火火要求的使用用空间中时，，隔震支座和和其他部件应应根据使用空空间的耐火等等级采取相应应的防火措施施。（6）隔震层所所形成的缝隙隙可根据使用用功能要求，，采用柔性材材料封堵、填填塞。（7）隔震层宜宜留有便于观观测和更换隔隔震支座的空空间。（8）上部结构及及隔震层部件件应与周围固固定物脱开。。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点1.下部结构设计计隔震层以下结结构（包括支支墩，柱子，，墙体，地下下室等）的地地震作用和抗抗震验算，应应按罕遇地震震作用下隔震震支座底部的的水平剪力、、竖向力及其其偏心距进行行验算。上部结构和隔隔震层传至下下部结构顶面面的水平地震震作用，可按按隔震支座的的水平刚度分分配；当考虑虑扭转时，尚尚应计入隔震震层的扭转刚刚度。2.基础设计根据规范要求求，下列隔震震建筑可不进进行天然地基基及基础的抗抗震承载力验验算：（1）砌体房屋屋；

（2）地基主要要受力层范围围内不存在软软弱粘性土层层（指7度、8度和9度时，地基承承载力特征值值分别小于80、100和120kPa的土层）的下下列建筑：1）不超过8层且高度在25m以下的一般民民用框架房屋屋2）基础荷载与与上述民用建建筑框架相当当的多层框架架厂房

（3）规范规定定可不进行上上部结构抗震震验算的建筑筑。需进行地基基基础抗震验算算和地基处理理的隔震结构构，按多遇地地震下的地震震作用进行基基础及地基承承载力的验算算。当下部部结构或地基基基础需要考考虑竖向地震震作用时，也也按多遇地震震下结构承受受的竖向地震震作用进行验验算。隔震建筑承担担地基不均匀匀沉降的能力力较弱，而地地震时，当地地基为液化土土时，又极易易产生不均匀匀沉降，因此此，隔震建筑筑地基必须采采取抗液化措措施。采取抗抗液化措施前前先对地基进进行地基的液液化判别，根根据液化等级级和地基情况况采用取不同同措施。目前前地基抗液化化的方法有：：置换法、灌灌浆法、深层层搅拌、降低低水位法、振振冲水冲法、、强力夯实法法、深层挤密密法、砂井预预压法，等等等。对甲、乙乙类建筑的液液化判别和抗抗液化措施应应按提高一个个液化等级确确定，直至全全部消除液化化沉陷。内容（1）隔震建筑原原理（2）地震时隔震震建筑表现（3）隔震层组成成橡胶隔震支座座滑动隔震支座座消能减震装置置（4）隔震技术应应用范围和适适用条件（5）隔震设计基基本要求（6）隔震结构的的设计隔震层位置隔震结构计算算隔震层设计下部结构及基基础设计上部结构设计计隔震结构常用用构造图（7）隔震支座检检验要求（8）施工技术要要点1.上部结构的截截面抗震验算算应符合下列列规定：（1）上部结构构的截面抗震震验算，应按按规范对非隔隔震结构的规规定进行。其其中的水平地地震作用效应应，可依据水水平向减震系系数确定。（2）上部结构构为框架、框框架-抗震墙和抗震震墙结构时，，隔震层顶部部的纵、横梁梁和楼板体系系应作为上部部结构的一部部分进行计