《建筑隔震设计标准GBT+51408-2021》详细解读

《建筑隔震设计标准GB/T51408-2021》详细解读contents目录1总则2术语和符号2.1术语2.2符号3基本规定3.1一般规定contents目录3.2场地、地基和基础3.3试验和观测4地震作用和结构隔震验算4.1一般规定4.2设计反应谱和地震动输入4.3地震作用计算4.4构件截面设计contents目录4.5上部结构变形验算4.6隔震层设计4.7下部结构设计5隔震支座及隔震构造011总则1总则标准目的和适用范围本标准旨在规范建筑隔震设计，确保建筑物在地震中的安全性和稳定性。它适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物隔震设计，以及既有建筑的隔震加固设计。基本设防目标根据标准，隔震建筑的基本设防目标是“中震不坏、大震可修、巨震不倒”。这意味着在中等强度的地震下，建筑应基本不受损坏；在大地震中，建筑可能受损但可修复；在极端罕见的地震下，建筑不应倒塌。设计原则隔震设计应遵循科学、合理、经济、安全的原则，结合建筑物的使用功能、重要性、地震环境以及施工条件等因素进行综合考虑。设计时应确保隔震层的稳定性和耐久性，同时满足建筑物在使用期间的各种功能需求。022术语和符号上部结构和下部结构分别指隔震建筑中位于隔震层以上的部分和隔震层以下的结构部分（不包括基础）。隔震建筑指为降低地震响应，在结构中设置隔震层以实现隔震功能的建筑，这种建筑由上部结构、隔震层、下部结构和基础构成。隔震层这是隔震建筑中设置在基础、底部或下部结构与上部结构之间的全部部件的总称，它包括了隔震支座、阻尼装置等关键构件。2术语和符号032.1术语定义为降低地震响应，在结构中设置隔震层以实现隔震功能的建筑。组成包括上部结构、隔震层、下部结构和基础。2.1术语042.2符号基本符号与定义标准中详细列出了隔震设计中常用的符号及其代表的意义，如加速度、位移、力等，这些符号在隔震设计的计算和分析中起到关键作用。2.2符号特定符号的应用除了基本物理量符号外，标准还定义了一些特定于隔震设计的符号，如隔震层的刚度、阻尼比等，这些符号有助于更精确地描述隔震系统的性能。符号的使用规范标准强调了符号使用的规范性，包括符号的书写、单位以及在使用中的一致性，这有助于确保隔震设计计算的准确性和可读性。053基本规定设防目标新标准明确了隔震建筑的基本设防目标为“中震不坏、大震可修、巨震不倒”，相较于之前提高了设防等级。这要求隔震建筑在设计时需考虑更严峻的地震情况，确保建筑在地震中的安全性和稳定性。设计方法新标准强调整体设计的方法，需要对下部结构、隔震层及上部结构进行整体分析，而非之前的分步式设计。这有助于更准确地评估隔震建筑在地震中的性能，并优化隔震设计的效果。适用范围该标准适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物的隔震设计及既有建筑的隔震加固设计。这确保了在不同烈度区域，隔震设计都能得到有效的应用，从而提高建筑的抗震能力，保护人民生命财产安全。3基本规定063.1一般规定3.1一般规定新标准明确了隔震建筑的基本设防目标，即“中震不坏、大震可修、巨震不倒”。这一设防目标相较于之前的规范提高了一个等级，要求建筑在中震作用下基本不受损坏，大震时可以修复，而在极罕遇地震下也不致倒塌。设防目标新标准提出整体分析方法，要求对下部结构、隔震层及上部结构进行整体设计，而非传统的分步式设计。这种设计方法能够更准确地评估隔震结构在地震作用下的性能。设计方法标准中提到了对不同场地类型（如IV类场地）的隔震结构设计应采取的有效措施，以及地基基础在中震作用下的设计验算要求，确保了隔震结构在各种地质条件下的稳定性和安全性。场地与地基基础设计010203073.2场地、地基和基础宜选择对抗震有利的地段进行隔震建筑设计，确保地基的稳定性。3.2场地、地基和基础应避开不利地段，如地质构造复杂、易液化或地质灾害频发的区域。当无法避开不利地段时，应采取有效的地基处理措施，如加固、排水等，以提高地基的抗震性能。083.3试验和观测3.3试验和观测设置地震反应观测系统对较重要或有特殊要求的隔震建筑，应安装地震反应观测系统。这样的系统能够实时记录和监测建筑在地震中的反应，为后续的隔震效果评估和改进提供数据支持。记录隔震层地震变形响应为了更深入地了解隔震层在地震中的性能，隔震建筑宜装备能够记录隔震层地震变形响应的装置。这些数据不仅有助于评估隔震效果，还可以为未来的隔震设计提供宝贵经验。结构模型模拟地震振动台试验对于特殊设防类隔震建筑、体型复杂或有特殊要求的隔震建筑，推荐采用结构模型的模拟地震振动台试验。这种试验可以对隔震方案进行补充验证，确保其在实际地震中的表现符合预期。030201094地震作用和结构隔震验算验算要求：在设防地震、罕遇地震和极罕遇地震作用下，应分别对结构及隔震层进行承载力和变形验算。新标准提高了设防要求，从常规结构的小震设计过渡到中震设计，确保结构在更强烈的地震中仍能保持一定的安全性能。罕遇地震与极罕遇地震验算：在罕遇地震作用下，除了进行结构及隔震层的变形验算外，还需对隔震层的承载力进行验算。对于特殊设防类建筑，在极罕遇地震作用下，尚应进行结构及隔震层变形验算，以确保建筑在极端地震事件下不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。设防地震验算：在设防地震作用下，需要对结构以及隔震层进行承载力设计和变形验算。这一步骤至关重要，因为它确保了建筑在遭受相当于本地区基本烈度的设防地震时，主体结构能够基本不受损坏或不需修理即可继续使用。4地震作用和结构隔震验算104.1一般规定4.1一般规定设防目标新标准明确了隔震建筑的基本设防目标，即“中震不坏、大震可修、巨震不倒”。这一设防目标相较于之前的规范提高了一个等级，要求建筑在中震作用下基本不受损坏，大震时可能发生的损坏经修复后可继续使用，特殊设防类建筑在极罕遇地震时不致倒塌。设计方法新标准强调整体分析方法，要求对下部结构、隔震层及上部结构进行整体设计，而非传统的分步式设计。这一变化使得隔震设计更为精确和科学，有助于提高隔震建筑的抗震性能。适用范围新标准适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物的隔震设计及既有建筑的隔震加固设计。这意味着在地震较为频繁或烈度较高的地区，建筑隔震设计将更为重要，新标准的应用也将更为广泛。114.2设计反应谱和地震动输入4.2设计反应谱和地震动输入三段式设计反应谱新标准中，隔震结构设计反应谱采用三段式，这与常规的结构设计反应谱有所不同，以更好地反映隔震结构在地震作用下的动力特性。场地特征周期的调整在计算罕遇地震和极罕遇地震作用时，场地特征周期应分别增加0.05s和0.10s，这是为了更准确地模拟地震波在不同场地条件下的传播特性。与非隔震结构的差异由于隔震结构的特殊性，其设计反应谱与非隔震结构存在明显差异。这要求设计师在进行隔震设计时，必须充分考虑这些差异，以确保结构的安全性。124.3地震作用计算4.3地震作用计算地震动输入在计算地震作用时，应根据工程所在地的地震动参数，合理选择地震波。标准中详细规定了选择地震波的原则和方法，包括采用实际地震记录和人工模拟的加速度时程曲线。01反应谱法除了时程分析法外，标准还允许采用反应谱法计算地震作用。反应谱法是一种简化的计算方法，它基于大量地震记录统计得到的平均反应谱来计算结构在地震作用下的反应。02计算原则在计算地震作用时，应遵循一定的原则。例如，需要考虑地震动的三要素（振幅、频谱和持续时间），以及结构自身的动力特性（如自振周期、阻尼比等）。此外，还需要根据结构的类型和重要性，选择合适的地震作用计算方法和参数。03134.4构件截面设计设计原则-确保构件在地震作用下具有足够的承载力和变形能力。4.4构件截面设计-考虑隔震层对构件截面设计的影响。-满足不同设防目标下的性能要求。4.4构件截面设计设计步骤4.4构件截面设计-根据隔震建筑的设防目标和地震作用，确定构件的承载力和变形要求。-选择适当的材料、截面形式和尺寸，以满足承载力和变形要求。-对设计的构件进行验算，确保其在地震作用下的安全性和可靠性。4.4构件截面设计注意事项-考虑地震作用的复杂性和不确定性，设计时应留有一定的安全裕量。-构件截面设计应与隔震层设计相协调，确保整体结构的稳定性和安全性。-对于重要构件或关键节点，应进行详细的有限元分析和模型试验，以验证设计的合理性。4.4构件截面设计144.5上部结构变形验算4.5上部结构变形验算验算要求在进行上部结构变形验算时，需要满足一定的要求。首先，验算结果应符合新隔标中规定的结构性能目标，如“中震不坏、大震可修、巨震不倒”。其次，验算中应考虑不同地震烈度下的结构响应，以确保结构在各种地震情况下的安全性。最后，验算结果应为结构设计提供可靠的依据，指导结构的优化和改进。验算方法根据新隔标，上部结构变形验算应采用合适的分析方法和计算模型。通常，这包括使用有限元分析或其他数值模拟技术来评估结构在地震作用下的响应。验算过程中应考虑结构的材料特性、几何形状、边界条件以及地震动的特性等因素。验算目的上部结构变形验算的目的是确保在地震作用下，上部结构能够保持足够的稳定性和安全性。通过验算，可以预测和控制结构在地震中的变形行为，从而避免结构因过度变形而破坏或丧失使用功能。154.6隔震层设计4.6隔震层设计010203隔震层应设置在受力较大的部位，其规格、数量和分布需根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求确定。隔震支座底面宜布置在相同标高位置上，以确保施工便利和隔震效果。当隔震层的隔震装置处于不同标高时，需采取有效措施确保隔震装置能共同工作。164.7下部结构设计考虑地震作用下的变形和内力分布，合理设计下部结构的形状和尺寸。遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计原则，以提高下部结构的抗震性能。确保下部结构具有足够的刚度和强度，以支撑隔震层及上部结构的重量。4.7下部结构设计175隔震支座及隔震构造根据建筑结构和隔震需求，选择适合的隔震支座类型，如橡胶隔震支座、滑动隔震支座等。不同类型的隔震支座具有不同的特点和适用范围，需