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隔震结构设计实例

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
侧移刚度KN/m815796796796796796
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)。

隔震支座布置图1.1 图确定轴向力3.1.
?GF?=19261kN
竖向地震作用vevk kNN84679?竖向地震作用??活载)
?1.31?.2?(恒载?0.5柱底轴力设计kNN2057.92?中柱柱底轴力
中kNN1884.86?边柱柱底轴力边.2确定隔震支座类型及数目3,共20个。

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 其支座型号及参数如表3.1。

表3.1 隔震支座参数
?水平向减震系数的计算4
的水平刚度和等效粘滞阻尼比。

多遇地震时,采用隔震支座剪切变形为50% 由式
?kNmmKK/?83.68092??40?2.jh由式
?K?292092?0..40?2jj?2920?.??。

eg
K83.68h由式G??1.27S?5T?5?0.T?24?2.0s。

g1Kg h??.050eg??1??0.57 2?7.06?10.eg??050.eg??0.9??0.78?5?.50eg由式 ?0.9???0.37?)0(T/T).5?2T(/T gg210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
?0.9T??40.0??g?????216.24?0.0??1.0????非隔震结构水平地震影响系数?? max20450T.????1由式
??G?0.37?0.216?25317.8F??2023.4kN eqek05.2隔震层分布的层间剪力标准值由式
G i F?F(i?1,2 ,n)ekin?G i1?i
5.1。

计算层间剪力标准值,其结果见表 5.1上部结构层间剪力标准值表
/kN i
上部结构层间位移角5.3上部结构层间位移角表5.2
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。

e计算隔震层偏心距6.1e=0。

本结构和隔震装置对称布置,偏心距
6.2隔震层质心处的水平位移计算
T?0.4s。

根据场地条件,特征周期为g由式
?KkNmmK/50440??53.?1.216?jh由式
?K?131?0.40?1.216jj?131.???0eg
K504.53h由式G???T21.66s
1Kg h??050.0.05?0.131eg??1.??171??0
2?71.01.7?0.131.06??0.06eg??.050131.?00.05eg??0.9??0?.830.9?
?513150.5??0.?0.5eg??1.20。

设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下
max?83.0T??0.4??g????????0.71?1(?).20?0.261????max21eq66T.1????1由式???)G(eqs1?u0.179m?179?mm c K h水平位移验算(验算最不利支座)6.3.
??1.15。

本工程隔震层无偏心,对边支座i由式
?u?1.15?179mm?205.?u85mm cii???220mmu LRB600 验算支座i u?205.85mm?[u]?220mm ii故支座变形满足要求。

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