隔震减震技术的与应用

隔震减震技术的研究与应用——标准院防灾抗震技术中心防灾抗震技术中心核心业务：隔减震产品供应，隔减震专项施工与后期维护标准院减灾抗震技术中心以城乡安全减灾和工程抗震为核心发展领域，隔减震工程专项总承包为核心业务，城乡减灾规划和既有建筑加固改造作为发展依托，同时承担完成多项国家科技支撑重大项目、主持或参加多项抗震相关规范标准，承担了JICA项目“中日建筑抗震技术人员培训”的日常管理和技术支撑工作，从2013年起成为“中日建筑结构技术交流会”秘书处的主要工作承担机构。汇报内容隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震技术可以解决的问题隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震工程的设计方法现行抗震规范的设计方法—时程分析法天然波2条，人工波1条，包络值天然波5条，人工波2条，平均值选波原则：隔震前、后主要周期均需要靠谱通常在评价减震系数时（中震）不考虑上部结构的非线性行为进行罕遇地震分析时应考虑上部结构的非线性行为（大震）隔震工程的设计方法可参考使用的设计方法——能量法可用于最优隔震层屈服力的确定对于某一地震动，结构单位质量输入的能量与结构的强度和刚度分布无关，而是与结构基本周期相关的一个大致的固定值。能量法的基本原理隔震工程的设计方法隔震结构的能量时程反应隔震工程的设计方法能量吸收单调增加，下式偏于安全能量法假定：不考虑扭转效应的影响假定上部结构为刚体，忽略上部结构耗能隔震工工程的的设计计方法法能量吸吸收单单调增增加，，下式式偏于于安全全能量法法假定定：不考虑虑扭转转效应应的影影响假定上上部结结构为为刚体体，忽忽略上上部结结构耗耗能隔震工工程的的设计计方法法地震的的输入入能量量隔震系系统吸吸收的的能量量累积塑塑性变变形δp与最大大变形形δmax间存在在以下下的近近似关关系：：秋山宏宏：第第1層エネネルギギー集集中型型柔剛剛混合合構造造の地地震応応答予予測、、日本本建築築学会会論文文報告告集、、第400号、1989.6隔震工工程的的设计计方法法隔震工工程的的设计计方法法＊屈服服力可可调节节＊易更更换＊稳定定的耗耗能能能力＊绿色色无污污染标准院院隔震震支座座汇报内内容隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震工工程设设计案案例一一本工程程为大大型商商业综综合体体，为为大底底盘多多塔基基础隔隔震结结构。。8度设防防。隔震工工程设设计案案例一一地下二二层结结构布布置图图隔震工工程设设计案案例一一首层结结构布布置图图（0.00m标高层层，隔隔震层层顶））隔震工工程设设计案案例一一二层结结构布布置图图（裙裙房））隔震工工程设设计案案例一一各塔楼楼结构构平面面布置置图隔震工工程设设计案案例一一剖面示示意图图隔震工工程设设计案案例一一本工程程共设设置隔隔震支支座388个，其其中LRB900支座131个，LRB1000支座113个，LRB1100支座98个，LRB1200支座46个，150吨的粘粘滞阻阻尼器器70个。隔震工工程设设计案案例一一本工程程纯橡橡胶支支座的的总刚刚度为为kf=808186kN/m，在纯纯橡胶胶支座座的布布置下下按单单质点点系模模型考考虑，，RG波作用用下对对无铅铅芯阻阻尼模模型进进行分分析后后得到到为0=0.1289，隔震震层的的最优优屈服服力为为93456kN。经过计计算，，对于于所有有支座座采用用铅芯芯阻尼尼支座座(阻尼部部分屈屈服力力为91028kN)时能起起到较较好的的隔震震效果果，其其中LRB900隔震支支座131个，LRB1000隔震支座113个，LRB1100隔震支座98个，LRB1200隔震支座46个(总共388个支座)。隔震工程设计案案例一重心位置X=94.17m扭转刚度Kt=4.51E+09Y=55.07m回转半径Rx=57.23刚心位置X=94.81mRy=57.23Y=53.66m偏心率Rex=1.11%偏心距X=0.63mRex=2.46%Y=1.41m偏心率小于3%隔震工程设计案案例一裙房：17万吨1#楼：4万吨2#楼：0.4万吨3#楼：1.7万吨4#楼：2.6万吨大底盘质量大，，动力特性相对对独立，2、3、4号楼质量较小，，对大底盘裙房房动力特性影响响较小。2#楼3#楼4#楼1#楼隔震工程设计案案例一模型1将上不塔楼质量量加于裙房顶部部，该模型用于于裙房部分的隔隔震分析和结构构设计。隔震工程设计案案例一模型21号楼质量较大，，地震动力特性性相对独立，因因此对1号楼采用带两跨跨裙房的单塔模模型进行隔震分分析和设计。隔震工程设计案案例一模型3综合各种因素，，采用实际的多多塔整体模型进进行隔震分析和和验证。隔震工程设计案案例一模型T1T2T3模型I—隔震3.1623.0902.721模型I—原结构0.8430.7590.603模型II—隔震3.243.162.59模型II—原结构2.041.911.30模型III—隔震3.673.562.80模型III—原结构2.2221.8911.741隔震后结构的周周期较隔震前有有较大的延长，，远离场地的特特征周期，实现现减震。隔震工程设计案案例一楼层天然波1X向天然波2X向人工波X向天然波1Y向天然波2Y向人工波Y向11.1671.0431.1231.1631.1431.13321.0591.0351.1771.1571.1321.12531.0591.0271.1391.1551.1221.11841.0581.0211.1101.1551.1161.11351.0631.0151.1851.1611.1171.11461.0721.0121.1701.1561.1021.105最大位移比为1.185，结构变形以平平动为主8度多遇地震作用用下模型1位移比隔震工程设计案案例一X向减震系数：0.18Y向减震系数：0.17模型I八度中震计算结结果隔震工程设计案案例一X向减震系数：0.46Y向减震系数：0.63模型II八度中震计算结结果隔震工程设计案案例一X向最大层间位移角角:1/325（非隔震）1/1012(隔震)Y向最大层间位移角角:1/311（非隔震）1/986(隔震)模型II八度中震计算结结果隔震工程设计案案例一1号楼X向减震系数：0.401号楼Y向减震系数：0.38模型III八度中震计算结结果隔震工程设计案案例一X向最大层间位移角角:1/286（非隔震）1/932(隔震)Y向最大层间位移角角:1/238（非隔震）1/756(隔震)模型III八度中震计算结结果隔震工程设计案案例一模型3考虑上部结构弹弹塑性的罕遇地地震分析结果1号楼X向最大层间位移移角：1/1421号楼Y向最大层间位移移角：1/170隔震工程设计案案例一模型3考虑上部结构弹弹塑性的罕遇地地震分析结果4号楼X向最大层间位移移角：1/1174号楼Y向最大层间位移移角：1/160隔震工程设计案案例一模型3考虑上部结构弹弹塑性的罕遇地地震分析结果当上部结构按照照弹性计算时，，隔震层的最大大位移为290mm，当考虑上部结结构塑性变形时时，隔震层的最最大位移为175mm。汇报内容隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震工程设计案案例二本工程为地铁车车辆段上盖开发发的项目，在大大底盘顶板建设设10栋公租房，隔震震层设置在底盘盘和上部塔楼之之间。7度设防。层间隔震大底盘盘多塔建筑隔震工程设计案案例二结构平面布置图图隔震工程设计案案例二结构剖面图隔震工程设计案案例二模型1：上部单塔与部部分底盘组合的的模型模型2：上部双塔与整整各底盘组合的的模型隔震工程设计案案例二模型T1T2T3模型I—隔震2.882.872.45模型I—原结构1.101.040.99模型II—隔震3.123.102.77模型II—原结构1.891.791.68模态分析结果(s)隔震工程设计案案例二模型1设防地震分析结果X向减震系数为:0.41(上部结构)0.85(底框部分)Y向减震系数为:0.45(上部结构)0.88(底框部分)隔震工程设计案案例二模型2设防地震分析结果X向减震系数为：：0.35(上部结构)0.51(底框部分)Y向减震系数为：：0.46(上部结构)0.57(底框部分)隔震工程设计案案例二在罕遇地震水准准下，隔震层的的最大位移为200mm，满足LRB800隔震支座的最大大位移限值要求求，支座的最小小面压为0.52Mpa，不存在支座受受拉。隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法隔震工程设计案案例三建筑物概要(サウザンドシテティ)所在地：神奈川川県川崎市幸区区新塚越１－２层数：地下一层层，地上41层，塔楼2层高度：结构127.75m，最高135m平面尺寸：39.4mX32.2m高宽比：3.15（短边）3.83（长边）竣工：2002年11月结构形式：RC纯框架结构隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三RBf1300RBf1400SLDf1500隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三首层剪重比0.065隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三隔震工程设计案案例三隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法减震技术可以解解决的问题隔震技术可以解决的问题隔震工程设计案例一隔震工程的设计方法隔震工程设计案例二隔震工程设计案例三减震技术可以解决的问题减震技术的常用种类及设计方法减震技术的常用用种类及设计方方法应用最广泛，成成本较低应用广泛，成本本较高应用不多有一定应用应用很少应用不多，上海海中的TMD重要的高层建筑筑有应用减震技术的常用用种类及设计方方法防屈曲支撑的设设计方法减震技术的常用用种类及设计方方法防屈曲支撑的设设计方法屈曲约束支撑等等效成普通矩形形截面的斜杆减震技术的常用用种类及设计方方法防屈曲支撑的设设计方法在计算结构模型型（PKPM）中布置斜杆减震技术的常用用种类及设计方方法防屈曲支撑的设设计方法进行结构计算和和强度验算减震技术的常用用种类及设计方方法中震及大震分析析通常采用时程程分析方法需要考虑其非线线性行为，防屈屈曲支撑本构为为双线性减震技术的常用用种类及设计方方法防屈曲支撑的设设计方法1)连接方式可以采采用螺栓连接、、焊接、销接或或法兰连接等方方式。2)在消能器施加给给主结构最大阻阻尼力下，消能能器与主结构之之间的连接部件件应在弹性范围围内工作。连接承载力应大大于等于1.2倍的屈曲约束支支撑极限承载力力屈曲约束支撑设设计减震技