(完整版)隔震结构设计-实例
- 格式:doc
- 大小:170.51 KB
- 文档页数:4
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 8152 7760 7963 7760 7964 7760 7965 7760 7966 5100 7962 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 G F v evk α==19261kN柱底轴力设计 kN N 84679竖向地震作用3.1活载)5.0恒载(2.1=⨯+⨯+⨯= 中柱柱底轴力 kN N 2057.92中= 边柱柱底轴力 kN N 1884.86边= 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。
建筑结构丨必须收藏!8个隔震设计项目的精彩分享1. 韩国首尔售亭大楼:这座高层建筑采用了精确的隔震设计,包括使用弹性材料和活动支撑结构来抵御地震力。
它成功地抵挡了2016年发生在韩国的地震,并保持完好无损。
2. 日本东京市联合大楼:该建筑采用分离式隔震设计,通过在建筑的底部设置橡胶隔震垫和摇摆桥梁系统来减少地震力。
这种设计在2011年发生的九州地震中被证明非常有效。
3. 新西兰基督城重建项目:该项目在地震后对基督城进行了全面重建,采用了创新的隔震设计。
建筑物采用了橡胶和液压缓冲器来分散地震力,保护建筑物和居民的安全。
4. 美国旧金山湾区大桥:该桥采用了隔震设计以减少地震力对桥梁的影响。
它在1989年发生的旧金山地震中承受了巨大的地震力,却依然保持了稳定和可靠。
5. 智利圣地亚哥唐帕德里维亚高尔夫球场俱乐部:该高尔夫球场俱乐部采用了球场地基的隔震设计,以减少地震对球场设施的破坏。
这种设计已经成功地保护了球场在智利历次地震中的安全。
6. 土耳其伊斯坦布尔宪章高层建筑:这座高层建筑采用了创新的钢结构隔震系统,以提供更好的地震抵抗能力。
它在1999年发生的伊斯坦布尔地震中经历了一次严重的地震测试,结果显示了出色的抗震性能。
7. 希腊雅典奥运会主体育馆:这个体育馆采用了隔震设计来保护运动员和观众的安全。
它在2004年雅典地震中经历了一次严重的地震测试,结果证明了其出色的抗震效果。
8. 意大利那不勒斯圣多明副堂:这座历史建筑采用了隔震设计,包括柔性支撑和隔震橡胶垫等。
这种设计使得这座教堂在发生地震时能够保持安全,并减少对建筑的破坏。
这些隔震设计项目展示了建筑结构在地震中的重要性,以及创新的隔震技术如何提高建筑物的抗震能力,保护居民和建筑的安全。
这些项目的成功应该被广泛收藏和学习。
减隔震设计案例集一、背景介绍减隔震设计是指通过减小建筑结构与地震的直接接触,从而降低地震对建筑结构的破坏程度的一种手段。
它以确保建筑结构在地震发生时能够有一定的变形能力和吸能能力,减少震害,提高建筑结构的抗震性能为目标。
随着科技的进步和人们对安全的重视,减隔震设计在建筑工程中得到了广泛的应用。
二、案例一:东京奥运会主体育场东京奥运会主体育场采用了减隔震结构设计,采用了3种不同类型的隔震支座技术,其中包括摆式隔震支座、摇摆隔震支座和液压隔震支座。
这种设计可以大大减小建筑结构在地震发生时受到的冲击力,提高了主体育场的抗震性能,保障了参与奥运会的运动员和观众的安全。
三、案例二:旧金山湾区大桥旧金山湾区大桥是一座全球首个使用了隔震支座技术的跨海大桥。
设计者在桥墩与主桥梁的连接处设置了隔震支座,当地震发生时,这些支座可以缓冲震动,并减小桥梁所受力的冲击,大大提高了大桥的抗震性能和安全性。
四、案例三:日本东北大学附属医院日本东北大学附属医院是一座集医疗、教学和科研于一体的综合性医院,该医院的新建筑采用了减隔震设计。
设计者采用了多种隔震设备,包括橡胶隔震支座、减震衬垫等,有效地降低了医院建筑在地震时的受力,并保障了医院内患者和医护人员的安全。
五、案例四:美国洛杉矶威尔逊中心美国洛杉矶威尔逊中心也是一座采用减隔震设计的建筑物。
建筑师在设计和施工中充分考虑了地震作用,使用了旋转橡胶减震支座和减震衬垫等隔震设备,提高了建筑结构的抗震性能,保障了该场所内的人员和设备的安全。
六、案例五:中国香港国际金融中心中国香港国际金融中心是一座非常有名的超高层建筑,该建筑采用了特殊设计的减隔震支座和缓冲器,有效减小了地震对建筑结构的影响,提高了建筑的抗震性能,保障了大楼内部人员和财产的安全。
七、结语以上案例充分展示了减隔震设计在世界各地建筑工程中的广泛应用和重要作用。
通过减隔震设计,各种类型的建筑物都能够提高其抗震性能,从而保障了人们的生命财产安全。
某幼儿园隔震结构设计摘要:以昆明一栋位于地下车库顶板上的3层钢筋混凝土框架结构为研究对象,在车库顶板设置隔震层,采用有限元分析软件ETABS对结构在设防地震、罕遇地震作用下进行时程分析,复核隔震的减震系数,并对相关构件进行抗震验算,隔震层的设置增大了结构的自振周期,有效减少了结构的地震响应,增加了结构的安全性。
关键词:隔震框架结构层间隔震1.工程概况项目主要功能为幼儿园,位于昆明市晋宁区,采用框架结构形式,地上3层,底部设有2层地下室,嵌固端位于地下室顶板。
本工程平面为L型,建筑主体高度12.6m,长51.5m宽35.6m,高宽比0.35。
属于重点设防类,根据云南省要求,对学校建筑需减隔震措施,本工程采用隔震结构,隔震层位于地下室顶板。
图1建筑效果图1.设计条件项目位于位于昆明市晋宁区,抗震设防烈度8度,设计地震分组为第三组,设计基本地震加速度值为0.20g,设防类别重点设防类,建筑结构安全等级一级(γ0=1.1)。
隔震层以上抗震设防烈度,水平地震按照降1度为7度(0.1g);隔震层以下抗震设防烈度8度(0.2g),II类场地,场地特征周期0.45s。
按50年重现期考虑风荷载,地面粗糙度为B类,基本风压0.30KN/m2。
体形系数按1.4。
1.结构体系本工程隔震层设置在车库顶板与幼儿园底层之间,层高为2米,结构嵌固于地下一层车库顶板。
顶板采用现浇钢筋混凝土梁板结构,板厚180mm,上部结构柱对应位置,隔震层设置上下支墩,车库部位按照下支墩截面大小设置结构柱,落到基顶,以便满足承载力及刚度要求。
橡胶隔震支座在每个支墩设置一个,根据受力大小选用相应的规格型号。
结构的标准层典型平面为L形,布置图如图3所示,采用现浇钢筋混凝土梁板体系,竖向构件无转换,结构竖向规则。
结构长宽比3.36:1,结构高宽比0.81,适宜采用隔震结构。
采用的橡胶隔震支座,共使用了34个支座,其中有铅芯31套,无铅芯橡胶支座3套。
减震技术丨工程实例解析复杂多塔隔震结构设计大底盘多塔结构本身因为各塔楼动力特性的差异,各塔楼之间的地震响应存在相互影响,如何正确评价上部塔楼的地震响应是多塔结构设计的重点之一。
此外,上部塔楼对底盘的层剪力所产生的影响及其影响的范围将是底盘部分设计时需要给予注意的地方。
为此本文将结合两个工程实例,针对大底盘多塔结构分别采用层间隔震和基础隔震时所遇到的相关问题,提出相应的设计方法。
1 多塔结构隔震方式大底盘多塔隔震结构可以采用基础隔震、层减隔震两种隔震方式(图1)。
具体方式的选用首先应根据建筑的功能用途和需要,当底盘和上部塔楼都是有提高抗震性能的需求的时候,通常采用基础隔震方式;当主要为了提高塔楼抗震性能,并适当减小底盘地震作用时候可采用层间隔震方式。
图1 两种隔震方式2 某基础隔震大底盘多塔结构2.1 工程概况本工程为大型商业综合体(图2),总用地面积22604m2(33.92亩),总建筑面积24.08万m2,地上建筑面积17.08万m2,地下部分4层,地上包括了6层裙房和4栋塔楼,4栋塔楼高度分别为119m(1号楼)、99m(4号楼)、75m(3号楼)、50m(2号楼),裙房总高度为32.7m。
图2 某基础隔震大底盘多塔建筑业主为了提高整个建筑的抗震安全性能,采用基础隔震技术。
首层平面布置如图3所示,建筑剖面示意如图4所示,隔震层设于地下室顶板与上部结构之间。
为尽量减小各塔楼的实际高宽比,各塔楼与裙房之间不设置结构缝,连成整体,增加较高塔楼的抗倾覆能力。
从裙房顶部标高开始计算,本工程中最高的1号楼其高宽比为2.84,适宜隔震技术的应用。
图3 首层平面示意图图4 剖面示意图2.2 隔震结构设计通过在隔震层合理布置铅芯叠层橡胶支座(图5),可以使隔震结构具备较大的竖向承载力、可变的水平刚度、水平弹性恢复力、足够的阻尼力,满足减小地震作用与抗风等要求。
本工程首先根据各部位的竖向荷载共设置隔震支座388个,经过计算,对于所有支座采用铅芯阻尼支座(阻尼部分屈服力为91028kN),其中LRB900隔震支座131个,LRB1000隔震支座113个,LRB1100隔震支座98个,LRB1200隔震支座46个,并控制各个隔震支座的长期面压均在12MPa以内,隔震支座的参数如表1所示。
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 G F v evk α==19261kN
柱底轴力设计 kN N 84679竖向地震作用3.1活载)5.0恒载(2.1=⨯+⨯+⨯= 中柱柱底轴力 kN N 2057.92中= 边柱柱底轴力 kN N 1884.86边= 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。
4 水平向减震系数ϕ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
mm kN K K j
h /83.6804092.2=⨯==
∑ 由式
292.083.68
292
.0092.204=⨯⨯=
=
∑h
j
j eg K K ξξ。
由式
s T S g
K G
T g h 0.24.05527.121=⨯=<==π。
57.07.106.005.012=+-+=eg
eg
ξξη
78.055.005.09.0=+-+=eg
eg
ξξγ
由式 5.037.0)/()/(29.0012<==
g g T T T T γηϕ
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216.024.00.145.040.09
.0max 210=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=αηαγ
T
T g
由式
kN G F eq ek 4.20238.25317216.037.00=⨯⨯==ϕα 5.2隔震层分布的层间剪力标准值 由式
ek n
i i
i
i F G
G F ∑==
1
),2,1(n i =
计算层间剪力标准值,其结果见表5.1。
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e
本结构和隔震装置对称布置,偏心距e =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s T g 4.0=。
由式
mm kN K K j
h /504.5340216.1=⨯==
∑
由式
131.0504
.53131
.0216.140=⨯⨯=
=
∑h
j
j eg K K ξξ
由式
s g K G
T h 66.121==π
71.0131.07.106.0131
.005.017.106.005.012=⨯+-+
=+-+
=eg
eg
ξξη
83.0131
.055.0131
.005.09.055.005.09.0=⨯+-+
=+-+=eg
eg ξξγ
设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下20.1max =α。
261.020.171.066.14.0)(83
.0max 21
1=⨯⨯⎪
⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=αηζαγ
T
T g
eq
由式
mm m K G
u h
eq s c 179179.0)(1===
ζαλ
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15.1=i β。
由式
mm mm u u c i i 85.20517915.1=⨯==β 验算支座LRB600 []mm u i 220= mm u mm u i i 220][85.205=<=
故支座变形满足要求。