文档介绍：砌体结构隔震结构设计方法
摘要隔震建筑能够有效抵御地震作用,在高烈度地震区采用隔震建筑,设计得当可以降低地震烈度一度,能够有效提高抗震效果又降低结构成本。隔震设计不同于一般的结构设计,本文通过两栋隔震建筑的加固设计,总结归纳了隔震建筑设计的方法、步骤及注意事项,并给出了相应的计算表格。
关键词隔震建筑隔震设计方法隔震设计步骤隔震设计注意事项
中图分类号: S611 文献标识码: A
1隔震建筑涵义与应用范围
隔震结构是指用隔震器将建筑物断为隔震层上下两部分,且隔震层上部能够明显减小地震反应的结构形式。隔震器所在楼层称为隔震层。在地震时隔震器具有吸收地震能量,使隔震层以上建筑在地震作用时仅发生缓慢移动,从而控制地面震动对建筑物的影响,大幅度降低地震对建筑物的震害,一般可降低地震烈度1―。隔震层以下的结构对地震反应同无隔震措施的结构。
隔震建筑适用于结构高宽比不大于4,结构变形特征接近剪切变形,建筑场地为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,并应选用稳定性较好的基础类型,建筑物的风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不超过结构总重力荷载的10%的房屋。
2隔震设计步骤
隔震层设置
隔震层位置一般应设在基础顶部或地下室顶部,当有体量较大的裙房时,也可设在裙房顶部。隔震层设置在基础顶部或地下室顶部时,须在一层地面设置不小于160mm厚的钢筋混凝土地板,以保证隔震层上部楼盖的刚度。此时需要适当提高建筑物一层净空和室内外高差。隔震层设在房屋上部时,隔震层下部结构需具有较强的抗位移能力,以保证在罕遇地震作用下的位移能够满足规范要求。隔震层设置在上部时,还会影响建筑物的开窗和立面效果,需与建筑设计进行协调。
隔震建筑能够使上部结构的地震作用影响降低一度,因此,隔震层上部结构的层数和高度可按降低设防烈度一度考虑。
若为抗震加固进行隔震设计,隔震层的选择需考虑施工条件等多种因素,隔震层设在基础顶部时,需考虑基础的承受能力与加固方法,以及一层净高是否具备新增钢筋混凝土楼地板的条件;隔震层设在一层顶部圈梁下时,需考虑改变底部结构体系的施工条件。隔震层设置在一层顶部时,需在一层设置较大截面的混凝土柱,以支承隔震支座并满足罕遇地震的抗剪及位移要求,同时还需考虑一层楼梯的隔断问题。当隔震层设在基础顶部时,对一层的建筑影响不大,但需大面积开挖基础,并在基础顶部圈梁位置处增设隔震支座上部的托墙梁和下部地圈梁,托墙梁用以支承上部结构,地圈梁用于承担隔震支座传来的荷载。
根据隔震层设置位置,在结构平面上进行隔震支座的初步布置。隔震支座在结构平面上布置的原则宜均匀对称,间距以3米左右为宜。隔震支座应设在框架结构的柱下,或剪力墙下,框架柱或剪力墙间距较大时,可在柱间或墙间设置次梁。隔震支座间距大,竖向轴力大,需要较大直径隔震器,支承隔震器的支座和托梁截面也会随之增大,造成隔震层上下结构笨重,隔震支座间距过大影响整体结构的抗倾覆能力。
积层橡胶隔震器分二种,一种为有铅芯,一种为无铅芯,有铅芯的隔震器水平刚度大,约为无铅芯的2倍左右,有铅芯的隔震器阻尼系数是无铅芯阻尼系数的7倍左右。通常将有铅芯隔震器安放在建筑物周边,将无铅芯隔震器放在次梁和横墙的中部。