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4.1 一般規定
4.1.1隔震建筑的地震作用應符合下列規定:
1 一般情況下,應至少在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用,各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔;
2 有斜交抗側力構件的結構,當相交角度大于15°時,應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用;更多精品 關注搜建筑
3 隔震結構可采用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響;質量和剛度分布明顯不對稱的結構,應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響;
4 抗震設防烈度7度(0.15g)、8度和9度時的長懸臂或大跨結構,以及9度時的高層建筑結構,應計算豎向地震作用。
4.1.2隔震結構分析模型應符合下列規定:
1 所選取的分析模型應能合理反映結構中構件的實際受力狀況;
2 上部結構和下部結構可選多質點系、空間桿系、空間桿-墻板元或殼元、連續體及其他組合有限元等計算模型;
3 隔震層的隔震支座和阻尼器應選擇能正確反映其特性的計算模型。
4.1.3隔震結構地震作用計算,除特殊要求外,可采用下列方法:
1 房屋高度不超過24m、上部結構以剪切變形為主,且質量和剛度沿高度分布比較均勻的隔震建筑,可采用底部剪力法;
2 除本條第1款外的隔震結構應采用振型分解反應譜法;
3 對于房屋高度大于60m的隔震建筑,不規則的建筑,或隔震層隔震支座、阻尼裝置及其他裝置的組合復雜的隔震建筑,尚應采用時程分析法進行補充計算。每條地震加速度時程曲線計算所得結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法計算結果的65%,多條時程曲線計算所得結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法計算結果的80%。
4.1.4當處于發震斷層10㎞以內時,隔震結構地震作用計算應考慮近場影響,乘以增大系數,5㎞及以內宜取1.25,5㎞以外可取不小于1.15。
4.2 設計反應譜和地震動輸入
4.2.1當隔震結構的阻尼比為0.05時,地震影響系數應根據烈度、場地類別、特征周期和隔震結構自振周期按地震影響系數曲線(圖4.2.1)確定,其水平地震影響系數最大值應按表4.2.1采用。
場地特征周期應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011的有關規定執行,計算罕遇地震和極罕遇地震作用時,場地特征周期應分別增加0.05s和0.10s。
4.2.2隔震結構自振周期、等效剛度和等效阻尼比,應根據隔震層中隔震裝置及阻尼裝置經試驗所得滯回曲線對應不同地震烈度作用時的隔震層水平位移值計算,并應符合下列規定:
1 可按對應不同地震烈度作用時的設計反應譜進行迭代計算確定,也可采用時程分析法計算確定。更多精品 關注搜建筑
2 采用底部剪力法時,隔震層隔震橡膠支座水平剪切位移可按下述取值:設防地震作用時可取支座橡膠總厚度的100%,罕遇地震作用時可取支座橡膠總厚度的250%,極罕遇地震作用時可取支座橡膠總厚度的400%。
4.2.3當隔震構的阻尼比不等于0.05時,其水平地震影響系數a曲線應按地影響系數曲線(圖4.2.1)確定,但形狀參數和阻尼調整系數應按下列規定調整:
1 曲線下降段的衰減指數應按下式確定:
2 阻尼調整系數應按下式確定:
4.2.4隔震結構采用時程分析方法時,地震動加速度時程曲線的選擇合成應符合下列規定:
1 地震動加速度時程曲線應符合設計反應譜和設計加速度峰值的基本規定,設計地震加速度最大值應按表4.2.4采用。
2 實際強震記錄地震動加速度時程曲線應根據地震烈度、設計地震分組和場地類別進行選擇,多組時程曲線的平均地震影響系數曲線應與振型分解反應譜所采用的地震影響系數曲線在統計意義上相符。
3 人工模擬地震動加點速度時程曲線應考慮阻尼比和相位信息的影響。
4.3 地震作用計算
4.3.1采用底部剪力法時,隔震建筑上部結構的水平地震作用標準值應按下列規定計算:
1 結構總水平地震作用標準時,應按下式確定:
2 質點i的水平地震作用標準值可按下式確定:
4.3.2采用振型分解反應譜法時,應將下部結構、隔震層及上部結構進行整體分析,其中隔震層的非線性可按等效線性化的迭代方式考慮。并應計算其地震作用和作用效應,且應符合下列規定:
1 對不進行扭轉耦聯計算的隔震結構,應按下列規定計算其地震作用和作用效應:
1)結構j振型i質點的水平地震作用標準值應按下式確定:
2)當相鄰振型的周期比小于0.85時,水平地震作用標準值的效應可按下式確定:
2 考慮扭轉耦聯影響時,各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉角共三個自由度,并應按下列要求計算隔震結構的地震作用和作用效應:
1)結構j振型i質點的水平地震作用標準值應按下式確定:
2)單向水平地震作用下的效應,可按下列公式確定:
3)雙向水平地震作用下的效應可按下列公式中的較大值確定:
3 隔震層阻尼比小于10%,結構高度不超過24m、質量和剛度沿高度分布比較均勻且隔震支座類型單一的隔震建筑,可按本標準附錄B第B.0.3條的規定執行。
4.3.3當采用時程分析法時,計算模型的確定應符合下列規定:
1 對特殊設防類、重點設防類隔震建筑及標準設防類不規則隔震建筑,隔震體系的算模型宜考慮結物桿件的空間分布、彈性樓板假定、隔震座的位置、隔震建筑的質量偏心、在兩個水平方向的平移和扭轉、隔震層的非線性阻尼特性以及荷載-位移關系特性等。
2 在設防地震作用下,隔震建筑上部和下部結構的荷載一位移關系特性可采用線彈性力學模型;隔震層應采用隔震產品試驗提供的滯回模型,按非線性阻尼特性以及非線性荷載-位移關系特性進行分析。在罕遇地震或極罕遇地震作用下,隔震建筑上部結構和下部結構宜采用彈塑性分析模型。
3 隔震支座單元應能夠合理模擬隔震支座非線性特性,計算分析時,應按實際荷載工況順序合理加載。更多精品 關注搜建筑
4.3.4采用時程分析法時,應選用足夠數量的實際強震記錄加速度時程曲線和人工模擬地震動加速度時程曲線進行輸入。宜選取不少于2組人工模擬加速度時程曲線和不少于5組實際強震記錄或修正的加速度時程曲線。地震作用取7組加速度時程曲線計算結果的峰值平均值。
4.3.5采用振型分解反應譜法和時程分析法同時計算時,地震作用結果應取時程分析法與振型分解反應譜法的包絡值。
4.3.6對特殊設防類和房屋高度超過60m的重點設防類隔震建筑,宜采用不少于兩種程序對地震作用計算結果進行比較分析。
4.3.7對于抗震設防烈度為9度的隔震高層建筑,豎向地震作用標準值的計算應符合下列規定:
1 采用振型分解反應譜法計算豎向地震作用時,其豎向地震影響系數最大值
可采用本標準第4.2.1條規定的水平地震影響系數最大值的65%,但特征周期均可按設計第一組采用。
2 計算上部結構的豎向地震作用標準值時,各樓層可視為質點;設防地震作用下樓層的豎向地震作用標準值可按各構件承受的重力荷載代表值的比例分配,并應按下列公式確定:
3 隔震層豎向阻尼比可取上部結構阻尼比,且不宜大于0.05。
4.4 構件截面設計
4.4.1 隔震結構構件的承載力應符合下列規定:
1 持久設計狀況、短暫設計狀況應按下式進行設計:
2 地震設計狀況應按本標準第4.4.4條與第4.4.6條規定進行驗算。
4.2.2持久設計狀況和短暫設計狀況下,當荷載與荷載效應線性關系考慮時,荷載基本組合的效應設計值應按下式確定:
注:對書庫、檔案庫、儲藏室、通風機房與電梯機房,本條樓面活荷載組合值系數取0.7的場合應取為0.9。
4.4.3持久狀況設計和短暫設計狀況下,荷載基本組合的分項系數應按表4.4.3采用。
4.4.4地震設計狀況下,隔震結構構件設計采用不計入風荷載效應的地震基本組合,并應根據本標準第1.0.1條的基本設防目標進行設防地震作用下的承載力設計。
4.4.5隔震結構構件根據性能要求可分為關鍵構件、普通豎向構件、重要水平構件和普通水平構件。對于承受壓力的鋼構件,除應按本標準第4.4.6條驗算強度外,尚應驗算其穩定性。
4.4.6在設防地震作用下,隔震建筑的結構構件應按下列規定進行設計:
1 關鍵構件的抗震承載力應滿足彈性設計要求,并應符合下式規定:
2 普通豎向構件及重要水平構件的受剪承載力應符合式(4.4.6-1)的規定,正截面承載力應符合式(4.4.6-2)、式(4.4.6-3)的規定:
3 普通水平構件的抗剪承載力應符合式(4.4.6-2)的規定,構件正截面承載力應符合式(4.4.6-4)的規定:
4.4.7設防地震作用計算時,隔震結構各樓層對應于地震作用標準值的剪力應符合式(4.4.7)的要求:
4.5 上部結構變形驗算
4.5.1上部結構在設防地震作用下,結構樓層內最大的彈性層間位移應符合下式規定:
4.5.2上部結構在罕遇地震作用下,樓層內最大的彈塑性層間位移應符合下式規定:
4.5.3特殊設防類隔震建筑上部結構的結構樓層內最大彈塑性層間位移,尚應按本標準式(4.5.2)進行極罕遇地震作用下的驗算,且彈塑性層間位移角限值應符合表4.5.3的規定。