項(xiàng)目概況：整個項(xiàng)目由10棟新建單體組成，分別為門急診醫(yī)技綜合樓、1#住院樓、2#住院樓、遠(yuǎn)期康養(yǎng)樓、連廊、門診入口、雨棚、輔助用房-門房、輔助用房-鍋爐房及垃圾房、輔助用房-污水處理站。總建筑面積115015.02㎡，其中地上建筑面積67229.21㎡，地下建筑面積為47785.81㎡。
項(xiàng)目名稱：云南省昆明空港經(jīng)濟(jì)區(qū)人民醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目
項(xiàng)目地點(diǎn)：云南省昆明空港經(jīng)濟(jì)區(qū)
設(shè)計(jì)單位：昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司
基本信息：建筑總高度19.35m，寬106.8m，高寬比0.18；結(jié)構(gòu)4層（不包括隔震層）,采用混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。
抗震設(shè)防信息：抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.3g，設(shè)計(jì)地震分組第三組，Ⅱ類場地，場地特征周期0.45s。按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》為重點(diǎn)設(shè)防類。
圖2 門急診醫(yī)技綜合樓PKPM模型
本工程隔震設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要規(guī)范、圖集如下：
1）《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223－2008）；
2)?《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2012）；
3)?《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068－2018）；
4)?《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011－2010）（2016版）；
5)?《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》（CECS126：2001）；
6)?《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2010）（2015版）；
7)?《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3－2010）；
8)?《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007－2011）；
9)?《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》（03SG610－1）；
10)?《建筑工程疊層橡膠隔震支座性能要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ53/T-47-2020）；
11)?《建筑工程疊層橡膠隔震支座施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ53/T-48-2020）；
12)?《建筑隔震工程專用標(biāo)識技術(shù)規(guī)程》（DB53/T-70-2015）；
13)?《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51408-2021）；
14)?《云南省建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)（試行）》
門急診醫(yī)技綜合樓設(shè)計(jì)思路
本門急診醫(yī)技綜合樓單體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按滿足設(shè)防地震要求進(jìn)行，采用PKPM 計(jì)算軟件隔震整體分析法（GZ 模塊），先建立初始模型試算，導(dǎo)入ETABS 后驗(yàn)證兩個模型之間的可用性，反算隔震墊屈服后的剛度，將得到的支座等效剛度、阻尼比輸入PKPM（GZ 模塊）的隔震支座的參數(shù)里，得到最終主控模型并進(jìn)行設(shè)防地震下結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，分析結(jié)果從構(gòu)件層面到結(jié)構(gòu)整體均滿足設(shè)防地震承載力和變形要求，位移角均滿足隔震標(biāo)準(zhǔn)限值1/400。
同時本工程最終以Etabs 設(shè)防地震作用下樓層剪力對比PKPM 整體分析模型設(shè)防地震作用下樓層剪力，與PKPM 執(zhí)行隔震標(biāo)準(zhǔn)的整體分析模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行最終復(fù)核和修正，以此為設(shè)防地震作用下上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)及配筋設(shè)計(jì)的主控模型。
上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本單體結(jié)構(gòu)4層（不包括隔震層和出屋面層），采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，全現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，并在一層以下設(shè)置橡膠隔震墊進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)。
根據(jù)本工程建筑特點(diǎn)，按框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)。根據(jù)《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51408-2021）第6.1.3條第2款規(guī)定，隔震結(jié)構(gòu)底部剪力比不大于0.5 時（本工程底部剪力比分析結(jié)果為0.36），上部結(jié)構(gòu)可按本地區(qū)設(shè)防烈度降低1 度確定抗震措施；根據(jù)《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51408-2021）第6.1.3條3款規(guī)定，與豎向地震作用有關(guān)的抗震措施，應(yīng)符合按本地區(qū)設(shè)防烈度的規(guī)定，不得降低。綜上所述，本工程抗震等級取二級，抗震構(gòu)造措施取二級，框架柱軸壓比按一級框架取值。土蜂蜜www.eahai.com天美惠購網(wǎng)www.e24u.com
表1 結(jié)構(gòu)抗震等級
門急診醫(yī)技綜合樓外輪廓形狀基本矩形，平面布置相對均勻規(guī)則，如上述PKPM模型圖2所示，平面的長寬比值見下表：
表2 結(jié)構(gòu)平面布置參數(shù)
經(jīng)初步分析與設(shè)計(jì)后，上部結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件尺寸如下表所示：
表3 結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件尺寸
隔震墊直徑為700mm、800mm、900mm、1000mm，法蘭板尺寸分別為800mm×800mm、900mm×900mm、1000×1000mm 和1100×1100mm。
根據(jù)《云南省建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)（試行）》中超限判定及評分規(guī)則，本單體不規(guī)則類型及評分如下表所示：
表4 建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則類型及評分表
根據(jù)以上判斷，本工程結(jié)構(gòu)累計(jì)評分為2 分。超限情況如下：
1）本工程考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比為1.23（不含出屋面）。
2）本工程平面樓板不連續(xù)，有效寬度為34%。
根據(jù)以上超限情況采取以下加強(qiáng)措施：
1）地震作用計(jì)算分析，采用24 個振型，均考慮扭轉(zhuǎn)藕連作用，計(jì)入雙向地震作用、偶然偏心的影響，適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊梁柱截面，提高結(jié)構(gòu)抗扭能力。一級建造師考試培訓(xùn)www.itk3.com
2）隔震層以上樓板不連續(xù)及局部有效寬度較小部位，樓板厚度加至150mm，隔震層樓板不連續(xù)及局部有效寬度較小部位，樓板厚度加至250mm，板鋼筋雙層雙向拉通設(shè)置，且每個方向的配筋率不小于0.25%，同時進(jìn)行設(shè)防地震及罕遇地震作用下樓板應(yīng)力計(jì)算，提高結(jié)構(gòu)薄弱部位抗震能力。
3）其它詳細(xì)分析結(jié)果由于篇幅原因省略。
上部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果
本案例列出如下幾項(xiàng)典型分析結(jié)果，其它結(jié)果由于篇幅原因省略。
5.5.1?結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布與對比
表5 結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布及對比
5.5.2? 結(jié)構(gòu)動力特性對比
5.5.3? 結(jié)構(gòu)基底剪力對比
根據(jù)《新隔標(biāo)》4.1.3條，每條地震加速度時程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果的65%，多條時程計(jì)算的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80%。同時為了確保地震波選擇的嚴(yán)謹(jǐn)性，參照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2016）》第5.1.2條規(guī)定：采用時程分析法時，應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用實(shí)際強(qiáng)震記錄和人工模擬的加速度時程，其中實(shí)際強(qiáng)震記錄的數(shù)量不應(yīng)少于總數(shù)的2/3，多組時程的平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符。
本工程選取了實(shí)際5條強(qiáng)震記錄和2條人工模擬加速度時程，隔震結(jié)構(gòu)的基底剪力對比結(jié)果分別如下表所示：
表8 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比
表9 結(jié)構(gòu)剛重比
該結(jié)構(gòu)最小剛重比Di*Hi/Gi（31.14，二層）不小于20，可以不考慮重力二階效應(yīng)。
該結(jié)構(gòu)最小剛重比Di*Hi/Gi 不小于10，能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。
隔震支座選型需要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)布置的荷載分布情況按壓應(yīng)力初步估算，然后試算多次得到滿足規(guī)范要求的支座尺寸及布置方案。PKPM-GZ支持方案布置時先自動根據(jù)上部荷載及減震目標(biāo)等參數(shù)迭代計(jì)算完成初步選型布置，然后再計(jì)算分析根據(jù)最終的支座驗(yàn)算結(jié)果適當(dāng)調(diào)整后完成最終的隔震支座選型，高效快捷。
在設(shè)防地震作用下,進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的承載力和變形；在罕遇地震作用下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的變形驗(yàn)算，并對隔震層的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。本工程共使用了181 個支座，其中HDR900-Ⅱ?yàn)?2 個，LRB800-Ⅱ?yàn)?1 個，LRB900-Ⅱ?yàn)?個， LRB1000-Ⅱ?yàn)? 個，LNR700-Ⅱ?yàn)?1 個，LNR800-Ⅱ?yàn)? 個， LNR900-Ⅱ?yàn)? 個。隔震支座平面布置及力學(xué)屬性分別如下圖及表所示：
圖3 隔震支座布置圖
表10 鉛芯橡膠隔震支座力學(xué)性能參數(shù)
表11 天然橡膠隔震支座力學(xué)性能參數(shù)
表12 高阻尼隔震支座力學(xué)性能參數(shù)
同時配套《隔標(biāo)》推薦的“一體化整體設(shè)計(jì)方法”在傳統(tǒng)的隔震項(xiàng)目設(shè)計(jì)中也是少有應(yīng)用。本項(xiàng)目采用PKPM-GZ軟件進(jìn)行一體化建模，一體化分析，一體化設(shè)計(jì)，概念清晰，方便快捷，減少了傳統(tǒng)隔震分部式設(shè)計(jì)中模型與荷載的來回導(dǎo)算及數(shù)據(jù)提取等工作，為隔震技術(shù)應(yīng)用廣泛落地及設(shè)計(jì)工作效率提升帶來顯著的價值。中藥材價格網(wǎng)www.qiongma.net投資小項(xiàng)目www.ej43.com在家兼職賺錢www.choukan.cn
圖4 隔震支座一體化建模
結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能目標(biāo)
根根據(jù)《新隔標(biāo)》第4.4.6條，需為隔震建筑進(jìn)行構(gòu)件性能目標(biāo)的分類（關(guān)鍵、重要、普通構(gòu)件）。參照該4.4.6條的條文說明，同時對該結(jié)構(gòu)的體系等信息進(jìn)行綜合考量后，對構(gòu)件的分類大致為：
表13 結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能目標(biāo)分類
根根據(jù)隔震計(jì)算分析，罕遇地震下地震作用隔震層端部支座最大位移286.35mm，根據(jù)《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51408-2021）第5.4.1 條，隔震縫寬不宜小于罕遇地震下的最大水平位移值的1.2 倍且不小于300mm，由于286.35x1.2=343.62mm，綜合考慮后隔震縫縫寬取450mm。
中震隔震結(jié)構(gòu)指標(biāo)驗(yàn)算
隔震結(jié)構(gòu)的偏心率是隔震層支座布置合理性及整體化設(shè)計(jì)方法中控制支座拉應(yīng)力的一個重要指標(biāo)，《隔標(biāo)》4.6.2明確：隔震層剛度中心與質(zhì)量中心宜重合，設(shè)防烈度作用下的偏心率不宜大于3%。
本單體在進(jìn)行隔震層設(shè)計(jì)時，也對隔震系統(tǒng)的偏心率進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為：X方向1.79%，Y方向0.88%，詳見下表：
表14 偏心率
7.1.2? 隔震支座重力荷載代表值作用下壓應(yīng)力
《隔標(biāo)》4.6.3規(guī)定，對于不同的隔震支座類型按抗震設(shè)防類別給出了支座在重力荷載代表值作用下的壓應(yīng)力限值驗(yàn)算要求。本項(xiàng)目不同支座的具體壓應(yīng)力如下表所示（由于篇幅原因僅列出部分支座結(jié)果），由表可知，支座壓應(yīng)力最大值為11.49Mpa，乙類建筑壓應(yīng)力限值為12 Mpa，支座有足夠的安全儲備。
表15 重力荷載代表值作用下壓應(yīng)力
《隔標(biāo)》4.5.1規(guī)定，上部結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震作用下的結(jié)構(gòu)樓層最大彈性層間位移角按鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足1/400的要求。軟件后處理文本結(jié)果中可以默認(rèn)顯示不同工況下的結(jié)構(gòu)樓層位移指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，需要注意根據(jù)不同位置規(guī)范上層間位移角的要求，可以人為調(diào)整“位移比和位移角規(guī)范限值”。本項(xiàng)目提取變形結(jié)果如下表所示：
表16 彈性層間位移角
《隔標(biāo)》4.6.8規(guī)定：隔震層抗風(fēng)承載力設(shè)計(jì)值（包括抗風(fēng)裝置和隔震支座的屈服力構(gòu)成）應(yīng)不小于風(fēng)荷載作用下隔震層水平剪力標(biāo)準(zhǔn)值的1.4倍（項(xiàng)目審查時暫未執(zhí)行通用系列規(guī)范），隔震層必須具備足夠的屈服前剛度和屈服承載力，以滿足風(fēng)荷載和微振動的要求。具體隔震層抗風(fēng)承載力驗(yàn)算如下所示，從結(jié)果中可以看出，滿足規(guī)范驗(yàn)算要求。三九養(yǎng)生網(wǎng)www.39ik.com現(xiàn)金紅包活動www.94ha.com寵物百科網(wǎng)www.f494.com
即1.4*2211=3095.4kN
＜51*106+8*141+52*120+5*203
=13789kN
PKPM-GZ多模型計(jì)算支持一鍵完成中震隔震/非隔震模型及大震隔震模型的計(jì)算，基于SATWE為分析內(nèi)核的模型結(jié)構(gòu)本構(gòu)關(guān)系仍為線彈性模型；根據(jù)《隔標(biāo)》4.3.3-2條規(guī)定，在罕遇地震或極罕遇地震作用下，隔震建筑上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)宜采用彈塑性分析模型，因此本項(xiàng)目在PKPM-GZ大震模型的基礎(chǔ)上，再引入ETABS做罕遇地震下的彈塑性時程補(bǔ)充驗(yàn)算。
7.2.1? 模型接口轉(zhuǎn)換與模型對比
根據(jù)PKPM提供的ETABS接口，直接將PKPM模型轉(zhuǎn)換為ETABS模型，通過內(nèi)置的框架梁M3塑性鉸、柱P-M2-M3纖維較、以及分層殼剪力墻P-M3纖維墻鉸的功能來模擬各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性行為。為保證模型轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性，通過上述轉(zhuǎn)換后模型進(jìn)行自振周期、質(zhì)量的比對，可以看出基本一致，屬于工況可接受范圍之內(nèi)。
7.2.2? 上部結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角
根據(jù)《隔標(biāo)》4.5.2條規(guī)定，罕遇地震下的上部結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系下須滿足1/100的要求。具體驗(yàn)算結(jié)果如下表所示，可以看出，滿足《隔標(biāo)》限值要求。
表17 彈塑性層間位移角
根據(jù)《隔標(biāo)》4.6.6條規(guī)定，隔震支座在罕遇地震作用下隔震橡膠支座的水平位移限值不應(yīng)大于支座直徑的0.55倍和各層橡膠厚度之和3.0倍二者的較小值。本項(xiàng)目隔震層最大水平位移249mm，邊支座位移1.15倍為249*1.15=286.35 mm，小于0.55D=385mm（D為最小隔震支座直徑，本工程采用隔震支座最小直徑為700mm）及3Tr≥387mm（Tr為最小隔震支座的橡膠層總厚度）中的較小值，滿足要求。罕遇地震下各支座的最大水平位移及罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角如下表所示（由于篇幅原因僅列出部分支座結(jié)果）。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設(shè)計(jì)網(wǎng)www.45te.com設(shè)計(jì)學(xué)徒自學(xué)網(wǎng)www.sx1c.com
表18 罕遇地震下隔震支座最大位移
根據(jù)《隔標(biāo)》6.2.1條規(guī)定，對于重點(diǎn)設(shè)防類建筑，隔震橡膠支座在罕遇地震作用下豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過25MPa，豎向拉應(yīng)力不應(yīng)超過1MPa，條文說明中對最大壓應(yīng)力和最小壓應(yīng)力的計(jì)算公式給出了建議：隔震支座拉應(yīng)力驗(yàn)算取1.0×恒荷載-1.0×水平地震－0.5×豎向地震；壓應(yīng)力驗(yàn)算取1.0×恒荷載+0.5×活荷載+1.0×水平地震+0.4×豎向地震。
通過計(jì)算分析得到時程下的各個支座拉壓應(yīng)力如下表所示（由于篇幅原因僅列出部分支座結(jié)果），通過比較均滿足規(guī)范要求。咩票特價電影票www.miepiao.com共丟廢品回收網(wǎng)www.gongdiu.com設(shè)計(jì)學(xué)徒自學(xué)網(wǎng)www.sx1c.com
表19 罕遇地震下隔震支座拉、壓應(yīng)力
7.3.1? 結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)
根據(jù)前述隔震結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能目標(biāo)設(shè)置要求，PKPM-GZ能直接根據(jù)《隔標(biāo)》4.4節(jié)及國內(nèi)其它規(guī)范要求，自動完成不同工況內(nèi)力分析及內(nèi)力組合、內(nèi)力調(diào)整，基于設(shè)防地震水準(zhǔn)按關(guān)鍵構(gòu)件、普通豎向構(gòu)件及重要水平構(gòu)件、普通水平構(gòu)件抗彎、抗剪要求，完成構(gòu)件截面配筋驗(yàn)算。同時對于隔震層下部結(jié)構(gòu)設(shè)置區(qū)域性能目標(biāo)后，在考慮隔震層水平位移引起的附加彎矩基礎(chǔ)上，也能自動完成中震隔震與大震隔震的包絡(luò)設(shè)計(jì)，一鍵查看計(jì)算書并批量導(dǎo)出DWG計(jì)算書，方便快捷。
圖5 隔震結(jié)構(gòu)施工圖計(jì)算書
軟件支持一鍵導(dǎo)出隔震專項(xiàng)審查報告，報告內(nèi)容包含審查應(yīng)用主要內(nèi)容，如工程概況，設(shè)計(jì)依據(jù)的主要規(guī)范、隔震支座布置、偏心率驗(yàn)算、隔震與非隔震基底剪力對比等。
云南省屬于全國地震高發(fā)區(qū)域之一，從抗震設(shè)防角度較大的區(qū)域都處于高烈度區(qū)域。為提高云南省的建筑工程抗震設(shè)防能力，云南省人民政府以省政府令的形式于2016年發(fā)布了《云南省隔震減震建筑工程促進(jìn)規(guī)定》，該《規(guī)定》為隔震減震技術(shù)在云南省的廣泛應(yīng)用做出了重要的政策指引。
在當(dāng)前《條例》的要求下，“兩區(qū)”中的“八類建筑”應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定采用隔震減震等技術(shù)，該文件將對全國區(qū)域減隔震技術(shù)的發(fā)展帶來更大的促進(jìn)作用。
昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司（簡稱“昆明市院”）始建于1964年9月，是云南省最早的國家甲級勘察設(shè)計(jì)單位之一，2017年12月26日變更為股份有限公司，完成股份制改造，目前正按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)上市工作。
我院位于高烈度區(qū)昆明市，在當(dāng)?shù)卣呦螺^早在實(shí)際工程項(xiàng)目中應(yīng)用隔震減震等技術(shù)，本次基于PKPM-GZ完成了滿足《條例》及《隔標(biāo)》設(shè)防要求的醫(yī)院類項(xiàng)目，希望通過本案例的分享，為行業(yè)減隔震技術(shù)的發(fā)展帶來一定的幫助，由于本人水平有限，不足之處也歡迎大家留言批評指正，也歡迎大家在之后的減隔震工程項(xiàng)目中咨詢。
供稿丨?李超 覃光雄?(昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)
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