隔震结构设计-实例.doc

隔震结构工程设计
1工程概况
某商业办公楼，地上6层，首层5.1m,其余层高度皆为3.6m，总高24.6m，隔震支座设置于基础顶部。上部结构为钢框架结构，楼盖为普通梁板体系，基础采用独立基础。丙类建筑，设防烈度7度，设计基本加速度0.15g，场地类别Ⅱ类，地震分组第一组，不考虑近场影响。

表1.1 上部结构重量及侧移刚度
层号
重力荷载代表值(KN)
侧移刚度（KN/mm）
1
7760
815
2
7760
796
3
7760
796
4
7760
796
5
7760
796
6
5100
796
2 初步设计
2.1是否采用隔震方案
(1)不隔震时，该建筑物的基本周期为0.45s，小于1.0s。
(2)该建筑物总高度为24.6m，层数6层，符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
(3)建筑场地为Ⅱ类场地，无液化。
(4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置
隔震层设在基础顶部，橡胶隔震支座设置在受力较大的位置，其规格、数量和分布根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。
2.3隔震层上部重力设计
上部总重力为如表1.1所示。
3 隔震支座的选型和布置
确定目标水平向减震系数为0.50，进行上部结构的设计，并计算出每个支座上的轴向力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图1.1所示，即各柱底部分别安置橡胶支座）。

图1.1 隔震支座布置图
3.1确定轴向力
竖向地震作用 =19261kN
柱底轴力设计
中柱柱底轴力
边柱柱底轴力
3．2确定隔震支座类型及数目
中柱支座：LRB600型，竖向承载力2673KN，共20个。
边柱支座：LRB600型，竖向承载力2673KN，共20个。
其支座型号及参数如表3.1。

表3.1 隔震支座参数
型号
标准竖向荷载

竖向刚度

水平性能

屈服后刚度kN/mm
屈服力kN
等效刚度kN/mm
等效阻尼比%
LRB600
2673
3211
1.236
62
2.31
24

4 水平向减震系数的计算
多遇地震时，采用隔震支座剪切变形为50%的水平刚度和等效粘滞阻尼比。
由式

由式
。
由式
。

由式

即水平向减震系数满足预期效果。
5 上部结构计算
5.1水平地震作用标准值
非隔震结构水平地震影响系数
由式

5.2隔震层分布的层间剪力标准值
由式

计算层间剪力标准值,其结果见表5.1。
表5.1上部结构层间剪力标准值
层数

/kN
/kN
/kN
/kN
6
5548.38
29785.65
2023.40
368.82
275.36
5
5600.45
380.45
380.45
4
5897.86
400.65
781.10
3
6095.78
414.10
1195.20
2
6095.78
414.10
1609.30
1
6095.78
414.10
2023.40
5.3上部结构层间位移角
表5.2上部结构层间位移角
层数
/KN
侧移刚度（KN/mm）
层间位移(mm)
层高
(mm)
层间位移角
限值
6
275.36
597
0.58
3900
1/6431
1/550
5
380.45
597
0.64
3900
1/5650
4
781.10
597
1.31
3900
1/2752
3
1195.20
597
2.00
3900
1/1799
2
1609.30
597
2.70
3900
1/1336
1
2023.40
597
3.00
5100
1/1207
由表5.2可知，上部结构满足抗震设计要求。

6 隔震层水平位移验算
罕遇地震时，采用隔震支座剪切变形不小于250%时的剪切刚度和等效粘滞阻尼比。
6.1计算隔震层偏心距
本结构和隔震装置对称布置，偏心距=0。
6.2隔震层质心处的水平位移计算
根据场地条件，特征周期为。
由式

由式

由式

设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下。
由式

6.3水平位移验算（验算最不利支座）
本工程隔震层无偏心，对边支座。
由式

验算支座LRB600

故支座变形满足要求。