本工程為山西省晉中學(xué)院一新建綜合樓,總建筑面積29037.2㎡。地下一層,地上5層。首層層高6.0m,二、三層層高5.0m,四層層高為5.05m,五層(機(jī)房層)樓層層高為3.6m,建筑高度為24.9m。本工程結(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)使用年限50年,安全等級(jí)一級(jí),重點(diǎn)設(shè)防類(乙類),抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.20g,場(chǎng)地類別為Ⅲ類場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第二組,場(chǎng)地特征周期為0.55s,基本風(fēng)壓(50年一遇)為0. 45kN/㎡。
綜合樓采用普通與鉛芯疊層橡膠支座進(jìn)行隔震設(shè)計(jì),隔震層位于地下室頂,包括下肢墩、隔震支座與上支墩,隔震層高2.10m,梁底凈高0.95m,如圖2所示:文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
2.1 設(shè)計(jì)主要依據(jù)和資料文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
本工程隔震設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要規(guī)范、圖集如下:1、《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
2、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
3、《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2018);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
4、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2010)(2016版);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
5、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)(2015版);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
6、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
7、《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
8、《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》(GB55001-2021);文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18297.html
9、《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》(GB55002-2021);
10、《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》(GB55008-2021) ;
11、《建設(shè)工程抗震管理?xiàng)l例》;
12、《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51408-2020)
2.2 隔震設(shè)計(jì)思路
本工程采用PKPM2024版V2系列結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)的建模與分析設(shè)計(jì)。根據(jù)《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》采用整體設(shè)計(jì)方法,對(duì)隔震結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)、隔震層與下部結(jié)構(gòu)采用一體化建模進(jìn)行整體分析。首先確定隔震目標(biāo),依據(jù)《隔標(biāo)》6.1.3條,隔震結(jié)構(gòu)的抗震措施可按底部剪力比及相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度確定,本工程將隔震結(jié)構(gòu)底部剪力比控制在0.5以下,上部結(jié)構(gòu)按本地區(qū)設(shè)防烈度降低1度即7度確定抗震措施。手機(jī)游戲下載www.diuta.com
為滿足隔震建筑的基本設(shè)防目標(biāo),需選取合理的隔震支座布置方案,隔震設(shè)計(jì)要同時(shí)滿足以下要求:
1)設(shè)置隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能目標(biāo),滿足性能設(shè)計(jì)的要求(《隔標(biāo)》4.4.5),指定隔震層支墩、支柱及相連構(gòu)件,滿足罕遇地震作用下承載力驗(yàn)算要求(《隔標(biāo)》4.7.2);
2)隔震結(jié)構(gòu)上、下部結(jié)構(gòu)分別滿足設(shè)防、罕遇和極罕遇地震下的變形驗(yàn)算要求(本工程為重點(diǎn)設(shè)防類,無(wú)需考慮極罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算)(《隔標(biāo)》4.5.1~3、4.7.3);
3)驗(yàn)算隔震支座的偏心率、恢復(fù)力、拉應(yīng)力和壓應(yīng)力、罕遇地震作用下的支座位移、隔震層的抗風(fēng)承載力和結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗(yàn)算等是否滿足規(guī)范要求(《隔標(biāo)》4.6.1~9);
3.1 分析模型和設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)建立一體化整體隔震分析模型后,需對(duì)隔震信息進(jìn)行定義。本工程整體規(guī)則且高度小于60m,依據(jù)《隔標(biāo)》4.1.3-2、3條,采用復(fù)振型分解反應(yīng)譜法結(jié)合迭代計(jì)算的方法進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),無(wú)需采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。本工程隔震參數(shù)設(shè)置如下:
技術(shù)條件
隔震設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析
4.1 周期
表2 隔震前后周期對(duì)比
設(shè)防地震作用下,隔震結(jié)構(gòu)與非隔震結(jié)構(gòu)的周期對(duì)比詳表2,《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》規(guī)定:隔震房屋兩個(gè)方向的基本周期相差不宜超過(guò)較小值的30%。由表2可知,采用隔震技術(shù)后,結(jié)構(gòu)的周期明顯延長(zhǎng),且滿足規(guī)范要求。設(shè)計(jì)學(xué)徒自學(xué)網(wǎng)www.sx1c.com
4.2 底部剪力比
按《隔標(biāo)》2.1.13條規(guī)定,底部剪力比為設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)隔震后與隔震前上部結(jié)構(gòu)底部剪力之比值。由表3可知隔震層以上結(jié)構(gòu)隔震前后底部剪力比的最大值為0.35,根據(jù)《隔標(biāo)》第6.1.3條,底部剪力比小于0.5時(shí),上部結(jié)構(gòu)按本地區(qū)設(shè)防烈度減小一度后確定抗震構(gòu)造措施。
4.3 設(shè)防及罕遇地震下結(jié)構(gòu)層間位移角
4.4 隔震層偏心率
4.6 隔震層抗傾覆驗(yàn)算
4.7 隔震層恢復(fù)力和屈服力驗(yàn)算
本工程使用PKPM隔震軟件分析了隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震和罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),通過(guò)計(jì)算結(jié)果得出以下結(jié)論:1)非隔震結(jié)構(gòu)的自振周期為1.215,隔震結(jié)構(gòu)的自震周期為3.424,基本周期延長(zhǎng)了2.82倍,有效的減小了地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。2)隔震支座拉、壓應(yīng)力及水平位移均未超過(guò)乙類建筑的要求,滿足規(guī)范要求。3)隔震層滿足偏心率、抗風(fēng)驗(yàn)算、抗傾覆驗(yàn)算、恢復(fù)力驗(yàn)算要求。4)隔震結(jié)構(gòu)前兩階周期以隔震層的平動(dòng)為主,兩階周期相差小于較小值的30%,滿足規(guī)范規(guī)定。
5)隔震結(jié)構(gòu)兩主要方向的剪力比最大值為0.35,據(jù)《隔標(biāo)》第6.1.3-2條,隔震結(jié)構(gòu)底部剪力比不大于0.5時(shí),上部結(jié)構(gòu)可按本地區(qū)設(shè)防烈度降低1度確定抗震措施。
6)隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防及罕遇地震作用下的變形滿足規(guī)范要求。
7)隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防及罕遇地震作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足抗震性能目標(biāo),隔震層在罕遇地震下的位移未超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值。
供稿丨孫毅? ?審稿丨劉孝國(guó)、黃怡萍、李斌編輯丨王蕊? ?責(zé)編丨張躍飛
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