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1、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)1776081527760796377607964776079657760796651007962 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
2、，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
3、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F 二a G =19261kNevk v柱底轴力设计N二1.2 x (恒载+ 0.5 x活载)+ 1.3 x竖向地震作用二84679kN 中柱柱底轴力N = 2057.92kN中边柱柱底轴力N二1884.86kN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。边型号标准竖向 荷载 kN竖向刚度 kN / mm水平性能Y 100%屈服后刚度kN/mm屈服力kN等
4、效刚度kN/mm等效阻尼比LRB600267332111.236622.312432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。表3.1隔震支座参数4水平向减震系数9的计算多遇地震时由式2. 092 x 40 = 83.68kN / mm由式由式geg工 K.g.Kh40 x 2.092 x 0.2920. 292。83.68GT 2n -1.27S 5T 5 x 0.4 2.0s。 1K gg、 h0.05-g耳1 +eg 0.5720.06 + 1.7geg0.05
5、-gY 0.9 +eg 0.780.5 + 5g由式eg9 、. 2q (T /T)y(T /T )0.9 0.37 0.52 g 10 g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鬲震结构水平地震影响系数幺二max(0.40 W0.45 丿x 1.0 x 0.24 二 0.216F g G 0.37 x 0.216 x 25317.8 2023.4kN eq由式ek05.2隔震层分布的层间剪力标准值 由式i1Fek(i 二 1,2, n)计算层间剪力标准值,其结果见表 5.1。表5rl上部结构层间剪力标准值层数G / kNiY G. /kN iF /kNekF
6、 /kNiV /kNi65548.38368.82275.3655600.45380.45380.4545897.8629785.652023.40400.65781.1036095.78414.101195.2026095.78414.101609.3016095.78414.102023.405.3上部结构层间位移角表5.2上部结构层间位移角层数V /KN i侧移刚度 (KN/mm)层间位移(mm)层高(mm)层间位移角限值6275.365970.5839001/64311/5505380.455970.6439001/56504781.105971.3139001/275231195.2
7、05972.0039001/179921609.305972.7039001/133612023.405973.0051001/1207由表 5.2 可知，上部结构满足抗震设计要求。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T = 0.4s。 由式工 K = 1. 216 x 40 = 53. 504kN / mmj由式由式gegY K g 40 x 1.216 x 0. 131j_jKh53.5040.131设防烈
8、度7度(0.15g)罕遇地震下G厂=2n= 1.66s1 V彳0.05-g.0.05 - 0.131二 1 +eg二 1 +0.06 + 1.7g0.06 +1.7 x 0.131eg 0.05-g =0.9 +络=0.5 + 5gega 二 1.20。 max (T 丫耳a2 maxeg二 0.710.9 *= 0.83a (匚)=1 eq(0.4 0.831.66 丿X 0.71 X 1.20 二 0.261由式九a (匚)Gu =s_1 eq= 0.179m = 179mmcKh6.3水平位移验算(验算最不利支座)本工程隔震层无偏心，由式验算支座 LRB600故支座变形满足要求。对边支座B = 1.15。iu 二 B u 二 1.15 x 179mm 二 205.85mm iicLL 220mmiu 二 205.85mm u 二 220mmii
