西安抗震支架廠家-《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》解讀

消能減震和隔震技術(shù)可以提高建筑安全性，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡和次生災(zāi)害，減小地震災(zāi)害產(chǎn)生的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。隔震結(jié)構(gòu)是指在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震層，以延長(zhǎng)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的自振周期、增大阻尼、減小輸入上部結(jié)構(gòu)的地震作用，達(dá)到預(yù)期的防震作用。基礎(chǔ)隔震技術(shù)被美國(guó)地震專家稱之為“40年來(lái)世界地震工程重要的成果之一，基礎(chǔ)隔震技術(shù)的使用使建筑在地震中不倒塌真正成為可能，使其成為減輕地震災(zāi)害有效的手段之一”。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部新發(fā)布的《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBT 51408-2021將于9月1號(hào)正式實(shí)施，隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的出爐將給建筑抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)革命性變化。

目前隔震設(shè)計(jì)按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第12章隔震和消能減震設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)抗規(guī)進(jìn)行的隔震設(shè)計(jì)采用分步式設(shè)計(jì)，包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔震層設(shè)計(jì)、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)四個(gè)部分，而新隔標(biāo)要求對(duì)下部結(jié)構(gòu)、隔震層及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析。現(xiàn)行的分步式隔震設(shè)計(jì)方法和新隔標(biāo)的直接設(shè)計(jì)方法有一定的區(qū)別，本文對(duì)兩本規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，幫助大家了解新隔標(biāo)的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。

一、抗震性能目標(biāo) 

《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第1.0.3節(jié)：除特殊規(guī)定外，隔震建筑的基本設(shè)防要求是：

1、當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)基本烈度的設(shè)防地震時(shí)，主體結(jié)構(gòu)基本不受損傷或不需修理即可繼續(xù)使用；

2、當(dāng)遭受罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生損壞，經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使用；

3、特殊設(shè)防類建筑遭受極罕遇地震時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。 

抗規(guī)對(duì)隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)要求高于基本設(shè)防目標(biāo)（小震不壞、中震可修、大震不倒），新隔標(biāo)對(duì)隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)為“中震基本不壞，大震可修，巨震不倒”。相對(duì)抗震規(guī)范，新隔標(biāo)的基本抗震設(shè)防目標(biāo)大大提升。

新隔標(biāo)從常規(guī)結(jié)構(gòu)的小震設(shè)計(jì)直接過(guò)渡到中震設(shè)計(jì)。在設(shè)防地震作用下，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的承載力設(shè)計(jì)和變形驗(yàn)算；在罕遇地震作用下，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的變形驗(yàn)算，并應(yīng)對(duì)隔震層的承載力進(jìn)行驗(yàn)算；在極罕遇地震作用下，對(duì)特殊設(shè)防類建筑尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)及隔震層變形驗(yàn)算。

對(duì)比抗震規(guī)范，新隔標(biāo)提出應(yīng)驗(yàn)算在設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)的承載力和變形，結(jié)構(gòu)的性能將有較大提升；應(yīng)驗(yàn)算在極罕遇地震作用下隔震支座的變形，對(duì)支座性能提出了更高的要求。

二、設(shè)計(jì)方法 

抗規(guī)第12章提出了隔震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定和隔震設(shè)計(jì)要點(diǎn)。隔震設(shè)計(jì)需要滿足兩個(gè)相互限制的條件，即上部結(jié)構(gòu)達(dá)到減震效果的同時(shí)，隔震層位移不能大于隔震器的水平極限變形。而上部結(jié)構(gòu)的減震效果可用“水平向減震系數(shù)”來(lái)定量確定，因此，隔震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析主要圍繞著求解水平減震系數(shù)和隔震層位移這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行。隔震設(shè)計(jì)采用分步式設(shè)計(jì)，分為隔震層上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔震層設(shè)計(jì)、隔震層下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)四個(gè)部分。

現(xiàn)行的分步式隔震設(shè)計(jì)流程

新隔標(biāo)不同于現(xiàn)行的分步式設(shè)計(jì)方法，采用一體化直接設(shè)計(jì)方法，對(duì)下部結(jié)構(gòu)、隔震層及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析。上部結(jié)構(gòu)建模→初定隔震方案，確定隔震層參數(shù)→隔震結(jié)構(gòu)分析計(jì)算→罕遇和極罕遇地震下上部結(jié)構(gòu)及隔震層驗(yàn)算。直接設(shè)計(jì)方法能真實(shí)地體現(xiàn)隔震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)情況和受力狀態(tài)。

隔震結(jié)構(gòu)一體化直接設(shè)計(jì)法

三、分析方法 

4.1.3  隔震結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算，除特殊要求外，可采用下列方法：

1、房屋高度不超過(guò)24m、上部結(jié)構(gòu)以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的隔震建筑，可采用底部剪力法；

2、 除本條第1款外的隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法；

3、對(duì)于房屋高度大于60m的隔震建筑，不規(guī)則的建筑，或隔震層隔震支座、阻尼裝置及其他裝置的組合復(fù)雜的隔震建筑，尚應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。每條地震加速度時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65％，多條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80％。

新隔標(biāo)對(duì)地震作用的計(jì)算提出了三種分析方法，底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法。新隔標(biāo)中隔震結(jié)構(gòu)分析方法在原來(lái)振型分解反應(yīng)譜法的基礎(chǔ)上，增加了復(fù)振型分解反應(yīng)譜方法。將上部結(jié)構(gòu)和隔震層作為整體進(jìn)行分析設(shè)計(jì)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)與隔震層阻尼比存在明顯差異導(dǎo)致振型對(duì)于阻尼矩陣不再滿足正交條件，動(dòng)力方程式無(wú)法直接進(jìn)行解耦求解，如果強(qiáng)行解耦，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。尤其當(dāng)隔震層阻尼比較大、或同時(shí)采用了阻尼器裝置時(shí)，應(yīng)采用基于復(fù)振型理論的振型分解反應(yīng)譜方法。

四、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 

新隔標(biāo)根據(jù)性能要求將隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)件劃分為關(guān)鍵構(gòu)件、普通豎向構(gòu)件、重要水平構(gòu)件及普通水平構(gòu)件，對(duì)于這四種類型的構(gòu)件，分別采用不同的性能目標(biāo)進(jìn)行承載力設(shè)計(jì)。按照不同的安全標(biāo)準(zhǔn)，有利于貫徹強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、裂而不倒等目標(biāo)。