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1、喀什明升国际广场项目 高层建筑隔震设计典型案例高层建筑隔震设计典型案例 建筑结构隔震设计流程 工程概况工程概况1 隔震结构分析隔震结构分析3 隔震构造措施隔震构造措施4 目 录 隔震方案设计隔震方案设计2 该工程为喀什明升国际广场项 目某框架 剪力墙结 构 建筑类别为 丙类建筑 建筑 总高度为82 7m 地上28层 不包括隔震层 地下室2层 隔震层层 高为1 6m 1层层 高3 3m 2 27层层 高为2 9m 28层层 高为 4 0m 结构设计 使用年限为50年 1 工程概况 结构设计条件 1 场地的工程地质 场地土的类型为中软场地 场地类别II类 2 风荷载 基本风压 按50年一遇的基本风
2、压采用 取0 55kN m2 地面粗糙度 B类 3 地震参数 抗震设防烈度 8度 设计基本地震加速度 0 30g 设计地震分组 第三组 1 工程概况 结构设计标准 1 结构设计年限 该工程设计使用年限为50年 2 结构设计等级 地基基础的安全等级 乙级 建筑结构的安全等级 二级 建筑抗震设防类别 丙类 钢筋混凝土结构的抗震等级 该工程的框架为二级 剪力墙 抗震为二级 1 工程概况 隔震设计目标 拟通过采用隔震设计方案 使结构在当地 8度 0 3g 抗震设防烈度下按降低一度降低一度 即 7度0 15g 进行设计 隔震层单独设置 采用基础隔震的方式 为便于日后维护和检修 隔震层梁底到地 面净高取8
3、00mm 隔震层层高为1 6m 1 工程概况 1 工程概况 ETABS模型 PKPM模型 上部结构按7度0 15g 进行初步设计 1 工程概况 质量对比 PKPM Ton ETABS Ton 差值 26636270001 37 表1 非隔震结结构质质量对对比 1 工程概况 周期对比 表2 非隔震结结构周期对对比 阶数PKPM s ETABS s 差值 11 8846 1 8722 0 66 21 8675 1 7724 5 09 31 3909 1 4455 3 93 楼层剪力对比 表3 非隔震结结构楼层层剪力对对比 层层数PKPM kN ETABS kN 差值值 X向Y向X向Y向X向Y向 2
4、9799 907 790 917 1 08 1 07 282457 2742 2495 2765 1 55 0 85 273749 4174 3881 4251 3 53 1 85 264822 5339 5044 5456 4 60 2 20 255697 6246 5998 6389 5 28 2 29 246416 6933 6780 7089 5 68 2 25 237018 7451 7424 7612 5 79 2 16 227530 7852 7957 8010 5 67 2 01 217966 8177 8397 8328 5 40 1 84 208340 8454 8764
5、8592 5 09 1 64 198671 8697 9082 8822 4 74 1 43 188983 8923 9378 9033 4 40 1 24 179294 9149 9676 9248 4 11 1 08 169613 9404 9988 9495 3 90 0 97 159938 9710 10320 9801 3 85 0 93 1410273 10085 10670 10180 3 86 0 94 1310625 10523 11060 10640 4 10 1 12 1211001 11008 11490 11150 4 44 1 29 1111405 11520 11
6、950 11700 4 78 1 56 1011825 12043 12430 12270 5 12 1 89 912267 12590 12940 12850 5 49 2 06 812703 13135 13440 13430 5 80 2 25 713126 13661 13920 14000 6 05 2 48 613525 14149 14370 14520 6 24 2 62 513886 14573 14780 14980 6 44 2 79 414190 14915 15110 15340 6 48 2 85 314406 15154 15350 15600 6 55 2 95
7、 214537 15299 15500 15760 6 62 3 01 1 隔震层层 14578 15343 15550 15810 6 66 3 04 1 工程概况 综合上述数据可以看出 ETABS非隔 震结构模型与SATWE模型的结构质量 计 算周期和地震剪力的差异较小 由此可以 认为 所建立的ETABS模型作为该为该 工程隔 震分析的有限元模型是相对对准确的 且能 较为 真实的反映结构基本特性 2 隔震方案设计 地震波的选取 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 规定 采用时程分析法时 应按建筑场地类别和设计地震分组 选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程 其中实际 强震记录的数量
8、不应少于总数的2 3 多组时程的平均地 震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影 响系数曲线在统计意义上相符 2 隔震方案设计 地震波的选取 要求一 弹性时程分析时 每条时程计算的结构底部剪力不 应小于振型分解反应谱计算结果的65 多条时程计算的结构 底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80 要求二 输入地震加速度时程曲线的有效持续时间 一般从 首次达到该时程曲线最大峰值的10 那一刻算起 到最后一点 达到最大峰值的10 为止 无论实际强震记录还是人工模拟 时程波 有效持续时间一般为结构基本周期的 5 10 倍 2 隔震方案设计 该该工程选选取了5条强震记录记录 和2条人工
9、模拟拟加速度时时 程 各时程详细信息 人工波1 AW 1 人工波2 AW 2 NGA 1594CHICHI TTN051 FN集集波 CHICHI Kobe神户波 KOBE Northridge北岭波 NORT NGA 67San FERNANDO ISD FP圣费南多波 SANF Taft N21E波 TAFT波 2 隔震方案设计 7条地震波的时程 曲线及反应谱图 2 隔震方案设计 工况反应谱 AW1AW2 CHICHI KOBE NORT SANF TAFT 时程 均值 剪力 X向 15551 16970 170701777717610 13684 15999 17719 15515 kN
10、 Y向 15811 19309 165861713116472 15441 19473 17842 16350 比例 X向100109 13 109 77 114 32 113 24 88 00 102 88 113 94 107 33 Y向100122 12 104 90 108 35 104 18 97 66 123 16 112 84 110 46 非隔震结构基底剪力时程与反应谱计算结果对比 各条时程计算的结构底部剪力值满足规范要求 要求一 2 隔震方案设计 时程名称 第一次达到最大峰 值10 对应 的时间 s 最后一次达到最大峰 值10 对应 的时间 s 有效持 续时间 s 结构 周期
11、 s 比值 AW 11 3837 4236 041 872219 3 AW 22 1638 0835 921 872219 2 CHICHI20 3459 5839 241 872221 0 KOBE6 9421 8614 921 87228 0 NORT2 0216 0614 041 87227 5 SANF1 3438 9537 611 872220 1 TAFT1 0445 3644 321 872223 7 非隔震结构基底剪力时程与反应谱计算结果对比 各条时程的有效持续时间满足规范要求 要求二 2 隔震方案设计 隔震支座的设置 隔震层刚层刚 度中心宜与上部结结构的质质量中心重合 隔震支
12、座的平面布置宜与上部结结构和下部结结构的竖竖向受力构件 的平面位置相对应对应 同一房屋选选用多种规规格的隔震支座时时 应应注意充分发挥发挥 每个橡 胶支座的承载载力和水平变变形能力 同一支承处选处选 用多个隔震支座时时 隔震支座之间间的净净距应应大于 安装操作所需要的空间间要求 设设置在隔震层层的抗风风装置宜对对称 分散地布置在建筑物的周边边 或周边边附近 一般原则 2 隔震方案设计 根据以上布置原则则 该该工程共布置了隔震支座46个 包含LNR800 LRB900和LRB1000三种型号 型号 橡胶层 厚度 mm 有效 面积 cm2 竖向承 载力 kN 竖向刚度 kN mm 屈服后 刚度 k
13、N mm 等效阻 尼比 100 应变时 等效水平刚度 kN mm 屈服力 kN LNR800175502675393358 51 108 LRB9001986361954240131 26726 52 292202 9 LRB100021678531178048781 43426 52 594250 4 隔震支座力学性能参数表 隔震支座编号 及平面布置图 2 隔震方案设计 隔震层抗风验算 该工程中 通过过抗风验风验 算可以得出该该工程隔震支座及所需抗风风装置 铅铅芯橡胶隔震支座 的布置数量都能满满足结结构抗风风需求 2 隔震方案设计 支座压应力验算 根据 建筑抗震设计规设计规 范 GB 500
14、11 2010 第12 2 3条 丙类类建筑中橡胶 隔震支座在重力荷载载代表值值下的竖竖向压应压应 力不应应超过过15Mpa 支座编号 压应 力 Mpa 支座编号 压应 力 Mpa 支座编号 压应 力 Mpa 支座编号 压应 力 Mpa L1 7 16L13 11 13L25 7 15L37 8 34 L2 8 55L14 8 42L26 10 89L38 8 02 L3 8 74L15 10 95L27 9 09L39 8 38 L4 7 81L16 9 99L28 9 1L46 8 79 L5 10 72L17 7 28L29 9 08L47 11 3 L6 9 89L18 11 47L3
15、0 11 53L48 9 31 L7 8 69L19 10 49L31 9 32L49 8 52 L8 11L20 10 69L32 10 91L50 8 36 L9 9 66L21 11 72L33 6 66L51 8 32 L10 10 05L22 8 67L34 11 46L52 10 25 L11 10 14L23 8 92L35 8 92 L12 8 83L24 9 41L36 9 32 从表中可见见所有隔震支座压应压应 力都没有超过过 15MPa 满满足规规范要求 3 隔震结构分析 中震时程分析 工作一 对对比隔震前后结结构周期 叠层层橡胶支座隔震技术规术规 程 规规定 隔震房屋两
16、个方 向的基本周期相差不宜超过较过较 小值值的30 工作二 计算水平向减震系数 建筑抗震设计规范 规定 对高层建筑结构的水平向减 震系数 应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值 并与层间剪力的最大比值相比较 取二者的较大值 3 隔震结构分析 中震时程分析 振型隔震前结构周期 s 隔震后结构周期 s 两方向差值比 11 87 Y向平动 4 24 Y向平动 0 94 21 77 X向平动 4 20 X向平动 31 44 Z轴扭转 3 83 Z轴扭转 隔震前后结构周期对比 隔震结结构两个方向的基本周期相差小于较较小值值的30 满满足规规范要求 层号AW 1AW 2CHICHIKOBENORTSANFTAFT平均值 X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向 290 216 0 218 0 222 0 220 0 182 0 195 0 424 0 371 0 226 0 253 0 287 0 184 0 275 0 259 0 262 0 243 280 238 0 259 0 223 0 267 0 287 0 306 0 526 0 416 0 324 0 32
