隔震结构设计指南
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2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高,建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置,以隔离地震波对建筑结构的直接作用,从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能,能够在地震时吸收和分散地震能量,降低结构的振动幅度,保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置,以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动,减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽,利用沟槽的变形来吸收地震能量,从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时,需要考虑以下几个要点:首先,要合理选择隔震与减震装置的类型和参数,确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用;其次,要优化结构的动力特性,使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比,从而减少地震响应;最后,要加强结构的整体性和连续性,确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析,可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应,从而优化结构设计,提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估,可以确定结构的安全性能水平。
隔震结构设置基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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致AASHTO隔震设计第二版指导性规范的读者说明AASHTO隔震设计指导性规范第二版已作了临时修订。
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隔震设计指导性规范由美国州公路和运输协会出版华盛顿套房249西北区国会大厦街444号,20001电话(202)624-5800隔震设计指导性规范由美国州公路和运输协会出版华盛顿西北区国会大厦街444号,20001电话(202)624-5800版权,2000年和1999年,归美国州公路和运输协会所有保留所有权。
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混凝土结构隔震设计技术规程一、引言混凝土结构隔震设计是指在地震作用下,通过隔震技术减小结构的震动反应,保护建筑物的安全和功能完好。
本文将对混凝土结构隔震设计的技术规程进行详细的介绍。
二、基本概念1. 隔震:在建筑物和地震波之间加入一层隔震设备,使建筑物能够在地震波中摆动,从而达到减震、隔震的目的。
2. 隔震体系:由隔震设备、支座、隔震层、结构层、地基和基础等组成的一种结构体系。
3. 隔震设备:包括隔震支座、隔震橡胶、摆锤等。
4. 隔震支座:隔震设备的一种,是建筑物和地基之间的连接部分,能够在地震波中减小建筑物的震动反应。
三、隔震设计的基本流程1. 地震动力学分析:对建筑物进行地震动力学分析,确定地震波的输入参数。
2. 结构动力学分析:对建筑物进行结构动力学分析,计算结构的震动反应。
3. 隔震设备选择:根据结构的震动反应和地震波的输入参数,选择适当的隔震设备。
4. 隔震支座布置:根据结构的受力特点和隔震设备的性能要求,布置隔震支座。
5. 隔震设备设计:对隔震设备进行设计,包括隔震橡胶的材料选取、摆锤的设计等。
6. 隔震结构设计:根据隔震设备和隔震支座的要求,进行隔震结构设计。
7. 施工监理:对隔震结构的施工进行监理,确保隔震设备和隔震支座的安装、调试等工作的合格。
四、隔震设计的具体要求1. 隔震设备的选取(1)隔震设备的选取应根据建筑物的类型、结构形式、荷载特点以及地震波的输入参数等因素进行综合考虑。
(2)隔震设备的性能要满足规定的强度、刚度、阻尼等要求。
(3)隔震设备的材料应具有较好的耐久性、耐热性和耐寒性,且能够承受建筑物的重量和荷载。
2. 隔震支座的布置(1)隔震支座的布置应考虑结构的受力特点和隔震设备的性能要求,一般应布置在结构的节点处。
(2)隔震支座的数量、位置、尺寸等应根据结构的受力特点和隔震设备的性能要求进行合理的设计。
(3)隔震支座的安装应符合规范要求,且应进行严格的质量检查。
3. 隔震设备的设计(1)隔震橡胶的选取应根据建筑物的类型、结构形式、荷载特点以及地震波的输入参数等因素进行综合考虑。
北京构力科技有限公司应用PKPM进行隔震结构设计—隔震结构设计一站式解决方案北京构力科技有限公司2017/6/6目录第 1 章隔震结构的基本概念 (4)一引言 (4)二隔震结构的基本原理 (5)1从加速度反应谱分析隔震原理 (5)2隔震结构的原理详细分析 (7)三隔震结构减震效果及经济性分析 (7)四隔震结构的适用范围 (7)五对隔震结构设计的基本要求 (7)第 2 章隔震结构设计的完整流程及详细步骤 (9)一隔震设计的总体流程 (9)二结构隔震层位置的确定 (10)三初步确定隔震结构的隔震目标 (12)四隔震支座介绍 (13)五非隔震结构上部方案布置 (14)1非隔震结构上部方案总体布置要求 (14)2非隔震结构构件截面选择 (14)3对于非隔震结构底部上支墩层的布置 (15)4非隔震结构相关特殊情况下的布置要求 (16)5非隔震结构计算的各项指标的控制 (17)六隔震支座的初步选择及布置 (17)七隔震层的设计及验算 (21)1隔震模型中输入隔震层 (22)2隔震结构地震作用参数及相关参数修改 (23)3非隔震模型柱底铰接改刚接,组装隔震层形成隔震模型 (25)4隔震支座柱的布置及参数输入 (25)5 隔震信息下设置阻尼比的确定方法 (27)6 SATWE软件对于等效线性模型的处理 (29)7 隔震支座验算结果的查看与校核 (29)八隔震结构的抗风及抗倾覆验算 (40)1隔震结构抗风验算 (40)2隔震结构弹性水平恢复力验算 (40)3隔震结构在罕遇地震下的抗倾覆验算 (41)九隔震层隔震支座的优化 (42)十减震系数的计算 (43)1隔震结构减震系数计算规范要求 (43)2软件对减震系数的处理 (44)十一隔震结构上部的设计 (47)1对隔震结构上部的分离式设计 (47)2对隔震结构上部基于隔震层的整体式设计 (49)十二隔震层以下的结构设计(下支墩设计) (50)1规范对隔震层以下结构及连接构件设计要求 (50)2隔震层以下结构的分离式设计 (52)3隔震层以下结构与上部结构的整体分析 (53)4隔震层结构隔震构件连接计算 (56)十三隔震结构基础设计 (59)第 3 章隔震结构设计中相关的构造要求 (61)一基础隔震工程上部结构的构造措施 (61)二隔震结构隔震层的构造 (63)三隔震层以下结构和地基基础层的构造构造要求 (64)第 4 章隔震结构的动力分析 (66)一隔震结构时程分析规范要求 (66)二非隔震结构与隔震结构小震地震波选择及弹性时程分析 (67)1非隔震结构小震地震波选择及弹性时程分析 (67)2隔震结构小震地震波选择及弹性时程分析 (72)三隔震结构中震下地震波选择及中震弹性时程分析 (73)四隔震结构中、大震弹塑性时程分析 (77)1EPDA接入SATWE数据进行非线性动力时程分析 (77)2SAUSAGE接入SATWE数据进行非线性动力时程分析 (87)五上部结构、上支墩层、隔震层及下支墩层整体弹塑性分析 (97)第 5 章隔震结构设计中遇到的几个关键问题 (107)一隔隔震结构上、下支墩的整体计算分析问题 (107)二隔震支座在罕遇地震下的短期面压控制问题 (107)三隔震支座的受拉问题 (108)四隔震结构阻尼比的准确确定 (109)五隔震结构时程分析的选波问题 (110)六隔震层以下结构墙、柱轴压比限值及最小配筋率控制问题 . 111 七上支墩的配筋及验算问题 (111)八隔震结构需要设置伸缩缝的最大间距问题 (111)九隔震结构竖向地震底限值问题 (112)十隔震结构与抗震设计概念方面的一些差异 (112)第 6 章隔震结构施工图及专项隔震报告撰写 (113)一隔震结构施工图表达的内容 (113)二隔震结构中节点构造详图绘制 (116)三隔震支座的连接与安装及注意事项 (120)1隔震支座的连接大样图 (120)2隔震支座安装及注意事项 (122)3隔震支座的验收 (123)4工程的维护与管理 (123)5隔震设计专项报告撰写及隔震专项审查 (123)参考资料及图集 (124)附录一:隔震结构的原理详细分析 (125)1基本原理及示意图概述 (125)2从加速度反应谱分析隔震原理 (126)3从能量角度分析隔震原理 (128)附录二:隔震结构减震效果及经济性分析 (130)1隔震结构减震效果分析 (130)2隔震结构经济性分析 (133)附录三:隔震支座介绍 (135)1支座竖向性能 (136)2支座水平性能 (140)3屈服后刚度、等效黏滞阻尼比 (142)4耐久性 (144)5耐火性 (145)6各种相关性能 (145)7高阻尼叠层橡胶支座介绍 (146)第 1 章隔震结构的基本概念一引言我国是一个地震频发的国家,图1.1所示为发生在我国境内的大地震,地震给人民的生命财产造成了巨大的损失。
结构设计知识:隔震结构设计的基本原理隔震结构设计的基本原理隔震结构设计是指将建筑物与地基分开,在地震时,通过隔震层的作用,将地震的能量消耗掉,从而减少或避免地震对建筑物的损害。
隔震结构设计是建筑物抗震设计的重要手段之一,可以有效地提高建筑物的抗震性能和安全能力。
本文将介绍隔震结构设计的基本原理,包括隔震层的类型、隔震基础的设计、隔震结构的性能评估等方面。
一、隔震层的类型隔震层是隔离建筑物与地基的层,其作用是通过隔震层的变形,将地震的能量消耗掉,从而减少地震对建筑物的作用力。
根据隔震层的类型,可分为板式隔震层、球型隔震层、桶式隔震层、减震隔震层等几种。
1、板式隔震层板式隔震层是一种较为常见的隔震层类型。
它通常由一块较大的钢板或橡胶垫组成,与建筑结构相连接,构成一个刚度较小的体系。
在地震时,隔震层将地震能量分散到较大的变形中,使隔震层上方的建筑结构几乎不受力,从而实现隔震效果。
2、球型隔震层球型隔震层主要采用钢制空心球体来实现。
其优点是不仅能够隔离地震,而且能够消除地震对建筑物的倾斜及偏移。
球型隔震层具有弹性好、轻便、稳定性能高的特点,可以在低频区减震,从而提高建筑物在多个频率段的抗震性能。
3、桶式隔震层桶式隔震层是由高爆炸性聚氨酯材料制成的可变形体,可用于较大建筑物的隔震设计。
隔震层的上下两部分由桶式隔震层相连,从而使其能够在地震中消耗能量,达到隔震的效果。
此外,桶式隔震层还具有适应性强、制造工艺简单、耐久性好等特点。
4、减震隔震层减震隔震层常用于高层建筑的抗震设计。
减震隔震层通常由铅芯橡胶支座或外挂钢容器加上粘滞阻尼器构成,能够在地震时提供阻尼效果和能量吸收,从而大大提高建筑物的抗震性能。
二、隔震基础的设计隔震基础的设计是隔震结构设计的重要组成部分,它是将隔震层与地基连接的关键。
隔震基础的设计应考虑到地震力的突然变化、天然地基的变化、生物腐蚀等因素。
1、基础的选择隔震基础的选择应根据地基的土性、建筑物的重量、结构系统的性质等因素来决定。
建筑隔震设计思路及注意事项摘要:建筑隔震设计旨在通过采用合适的技术手段来减小地震对建筑物的影响。
本文探讨了建筑隔震设计的思路和注意事项。
建筑隔震设计的思路包括根据地震烈度和场地条件确定建筑物的设计基础和结构形式,选择合适的隔震系统将建筑物与地面分离,以及根据隔震系统的特点合理设计建筑物的结构和构造。
在建筑隔震设计中,需要注意建筑物的功能和使用要求、隔震系统的成本和维护费用,以及对隔震系统进行细致的计算和模拟分析。
通过应用案例分析,本文验证了建筑隔震设计的有效性和可行性。
本文的研究对于提高建筑抗震能力、减少地震灾害损失具有一定的参考价值。
关键词:建筑隔震;设计思路;注意事项地震是一种自然灾害,它的发生给人们的生命和财产造成了极大的威胁。
在地震灾害中,建筑物是最容易遭受破坏的结构体之一。
因此,建筑抗震设计是保障人民生命财产安全的关键技术之一。
建筑隔震设计作为一种先进的抗震技术,已经在实际工程中得到了广泛的应用。
隔震技术的本质是将建筑物与地面分离,使建筑物在地震时不受地面运动的影响,从而有效降低地震对建筑物的破坏。
然而,隔震技术的应用需要注意许多问题,包括建筑物的功能和使用要求、隔震系统的成本和维护费用等。
本文旨在探讨建筑隔震设计的思路和注意事项,希望通过对隔震设计的深入研究,为提高建筑物抗震能力,降低地震灾害损失提供一些有益的参考。
一、建筑隔震设计的基本概念和原理1.地震对建筑物的影响地震是一种由地壳运动引起的地球表面振动现象。
地震能够对建筑物造成不同程度的破坏,其中地震波的横向和纵向振动是造成建筑物损坏的主要原因。
地震的烈度和建筑物的结构形式、材料等因素密切相关,因此在进行建筑隔震设计时需要充分考虑地震烈度及场地条件等因素。
2.建筑隔震的基本原理建筑隔震设计的基本原理是将建筑物与地面分离,采用隔震系统来减小地震对建筑物的影响,从而达到减轻建筑物损伤的目的。
隔震系统一般由隔震支座、隔震层、隔震垫等组成。
层间隔震建筑结构设计方法与应用层间隔震结构是近年来开始研究的一种新型隔震技术,这种新型隔震技术是把隔震层放在建筑物某层楼板与柱子之间某个位置而进行结构的地震反应控制。
本文对层间隔震结构的特点做出详细分析,提出了新的研究方向。
标签:层间隔震;建筑结构;隔震设计引言:结构隔震技术是在上世纪20年代开始发展的,他是一种发展较快的地震防护技术。
在发展的过程中,得到了较大规模的应用。
一、层间隔震结构简化分析模型(一)隔震层的位置设置在结构竖向刚度有突变的部位(图1-a)(二)隔震层的位置设置在结构形式有变化的部位(图1-b)(三)隔震层的位置设置在结构的一层顶(图1-c)。
(四)隔震层的位置设置在结构的中间层(图1-d)。
(五)隔震层的位置设置在结构的顶层(图1-e)。
整体结构由于在中间设置了隔震装置,所以可分为上部结构、隔震层和下部结构三部分。
这种层间隔震体系的上部结构和下部结构的层数不受限制,可以一层,也可以多层。
隔震层装置的隔震支座多采用叠层橡胶。
隔震层位置较低时,结构设计可以通过降低隔震层刚度来减小其的自振频率,这样就增加了结构的整体自振周期,使其远离地震震动的周期,进而降低了结构的地震反应。
隔震层可以集中大多数的地震能,并且依靠隔震装置来进行散耗。
并使地震时的变形主要集中在隔震层上。
a b c d e图一隔震层在不同位置的层间隔震隔震层位置较高时,整体结构的周期没有得到太大延长,因此结构设计时既要考虑降低结构的自振频率,又要考虑通过调整减震装置的刚度改变上部结构的自振频率,这样,结构的自振频率和主结构的激振频率或基本频率就比较靠近,这时为把结构的振动反应控制在可接受范围内,可采用调谐吸振的方式。
因此上部结构的存在,可以控制下部结构的地震反应。
当上部结构地震反应不要求控制且为单自由度体系时,层间隔震体系则转化成为被动TMD体系(调谐质量阻尼振动控制系统)。
对于层间隔震减震结构,上部结构和下部结构都是结构设计时需要考虑到的控制目标,无论是对上部结构还是下部结构,都要减小其地震反应。
按隔标进行隔震结构设计的经验本文分了4个部分,第1部分是基于新隔标的工程案例分享。
第2是错层隔震结构偏心率,及相邻隔震层层间位移角控制。
第3是隔震结构等效线性刚度的影响。
第4是对一些高宽比较大的建筑、或者比较高隔震建筑,支座的拉压应力怎么控制,一共是这四部分。
这里给大家看的是刚通过审查的一项目,项目是在新疆,26万平米。
整个主体结构都是采用隔震建筑,中间的单体是多层的,两端的高层大概高度是59.95米,不到60米。
中间的多层采用的常规设计,两侧的那个高层(病房楼)采用的是隔震设计,采用的都是橡胶隔震支座。
高层单体的地上是13层,地下2层,建筑高度59.95米。
我们拿到这个项目后,第一步就是去确定它的方案到底是做抗震结构还是隔震结构还是做减震结构,因为这个项目处在八度0.2g地区,再加上抗震管理条例的执行,如果要想做到中震下正常使用,就只能选隔震结构。
然后就确定采用隔震方案。
隔震支座有FPS,也就是摩擦摆支座,有铅锌橡胶支座,有普通橡胶支座。
还有就是ESB。
我们如何选择合适的支座类型?FPS 摩擦摆支座,因为它不能承担拉力,一般用在一些不太高的建筑上。
还有ESB 也不能承担拉力,ESB一般是结合橡胶支座来用,一般是用在比如说大底盘隔震有些上部结构偏心比较大的地方想要控制它的扭转。
还有一些局部没有拉应力,但是压力非常大的地方也可以用。
LRB铅锌橡胶支座、LNR天然橡胶支座,ESB弹性滑板支座。
这三种支座刚度由大到小。
那么我们布置隔震支座的时候,首先就把LRB这种刚度比较大的放在结构周边用来抗扭,把隔震支座基本布置好以后,然后通过试算,来确定最终的方案,这里主要关注长期面压的控制、大震作用下拉压应力的控制,隔震支座位移控制。
下面就是我们这个项目的隔震支座的布置,这个结构布置还是有一些特点的。
首先,它不是一个规则的矩型,有一定的平面不规则性,竖向还存在局部收进。
所以我们为了控制偏心率周期和扭转,一共用到了是五种类型的隔震支座。
目录1. 桥梁减隔震技术概述 (1)1.1减隔震技术基本原理 (1)1.2减隔震支座发展及现状 (1)2. 支座结构设计 (2)2.1设计依据 (2)2.2支座分类 (3)2.3支座型号 (3)2.4支座结构 (3)2.5产品特点 (4)3. 支座技术性能 (4)3.1规格系列 (4)3.2剪切模量 (5)3.3水平等效刚度 (5)3.4等效阻尼比 (5)3.5设计剪切位移 (5)3.6温度适用范围 (5)4. 支座布置原则 (5)5. 支座选用原则 (6)6. 减隔震计算 (7)7. 支座安装、更换、养护及尺寸 (8)7.1支座安装工艺细则 (8)7.2支座更换工艺 (14)7.3支座的养护与维修 (14)7.4支座安装尺寸 (16)L R B系列铅芯隔震橡胶支座1. 桥梁减隔震技术概述1.1 减隔震技术基本原理我国是一个强震多发国家,地震发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡多、灾害严重,特别是近年发生的四川汶川特大地震、青海玉树大地震等地震灾害,给我们带来了惨痛的教训。
与此同时,桥梁作为生命线系统工程中的重要组成部分,一旦损毁、中断便等于切断了地震区的生命线,同时,遭受破坏的大型桥梁修复往往非常困难,严重影响交通的抢通及恢复,从而影响救灾工作的开展,继而引发更大的次生灾害。
受到这些地震灾害的教训以后,基于桥梁抗震设计的结构控制技术开始在我国桥梁工程界得到日益重视,国内相关部门积极开展了桥梁减隔震设计及研究工作。
对于地震作用,传统结构设计采用的对策是“抗震”,即主要考虑如何为结构提供抵抗地震作用的能力。
一般来说,通过正确的“抗震”设计可以保证结构的安全,防止结构整体破坏或倒塌,然而,结构构件的损伤却无法避免。
在某些情况下,靠结构自身来抵抗地震作用显得非常困难,需要付出很大的代价。
因此,我们必须寻求更为有效的抗震手段,如基于减隔震装置的结构控制技术等。
结构控制技术的应用,不仅可以提高结构的抗震性能,还可以节省造价,从某种意义上来说,这是解决实际结构抗震问题的唯一有效途径。
建筑减震隔震技术规程一、概述建筑减震隔震技术是一种通过改变建筑结构和材料来降低地震对建筑物的影响的技术。
本技术规程旨在提供建筑减震隔震技术的详细规范和操作指南,以确保建筑物在地震中的安全性和稳定性。
二、减震隔震的原理减震隔震技术是通过改变建筑物的结构和材料,使其对地震的反应产生变化,从而达到降低地震破坏的目的。
减震隔震的原理主要包括以下几点:1. 减震通过在建筑物中引入减震系统(如减震器、摆锤等),减小建筑物的动态响应,从而降低地震引起的振动,减少结构的受力,达到减震的效果。
2. 隔震隔震是通过设置隔震层(如橡胶隔震支座、弹性支座)将建筑物与地面隔离,降低地震引起的地震波传递到建筑物上的能量,从而减少结构的受力,达到隔震的效果。
三、减震隔震技术的分类减震隔震技术主要分为以下几种:1. 摆锤减震技术摆锤减震技术是一种通过在建筑物内部设置一组大质量的摆锤,减少建筑物的振动,从而达到减震的目的。
摆锤的作用是通过惯性力来吸收地震能量,减少建筑物的振动。
2. 减震器减震技术减震器减震技术是一种通过在建筑物中设置减震器来减少建筑物的振动,从而达到减震的目的。
减震器的作用是通过改变建筑物的刚度和阻尼来吸收地震能量,减少建筑物的振动。
3. 隔震技术隔震技术是一种通过在建筑物的底部设置隔震支座或弹性支座,将建筑物与地面隔离,达到隔震的目的。
隔震支座或弹性支座的作用是通过改变建筑物的固有周期和阻尼来减少建筑物的振动。
四、减震隔震技术的应用范围减震隔震技术广泛应用于高层建筑、大型桥梁、地铁隧道、核电站等建筑物中,以提高其抗震能力。
五、减震隔震技术的设计和施工减震隔震技术的设计和施工应符合国家相关规定和标准。
具体步骤如下:1. 设计(1)确定建筑物的抗震等级和设计参数,制定减震隔震方案。
(2)进行结构分析和计算,确定减震隔震系统的参数和构造。
(3)进行减震隔震系统的模拟试验和验证。
(4)制定减震隔震系统的施工方案和施工图纸。