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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5.1叫其余层高度皆为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H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2初步设计层号重力荷载代表值(KN)侧移刚度(KN/mm)1776081527760796377607964776079657760796651007962.1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L 0s。(2)该建筑物总高度为24. 6m,层数6
2、层，符合建筑抗震设计规范的有关规定。(3)建筑场地为H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。3. 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
3、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L1所示，即各柱底局部别安置橡胶支座)。图1.1隔震支座布置图3.1 确定轴向力竖向地震作用Fevk = avG =19261kN柱底轴力设计N = 1.2x （恒载+ 0.5x活载）+ 1.3x竖向地震作用=84679左V中柱柱底轴力N中=2057. 9WV边柱柱底轴力N边二1884. 86kN3.2 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.
4、1隔震支座参数4水平向减震系数的计算型号标准竖向 荷载 kN竖向刚度 kN/ rrun水平性能/ = 100%屈服后刚度 kN/mm屈服力kN等效刚度 kN/mm等效阻尼比LRB600267332111.236622.3124多遇地震时，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。由式由式由式Kh = 降=2. 092 x 40 = 83. 68W/nun工= 40 x 2. 092 x 0. 292 = 0.292。83. 681.275 57；,=5 x 0.4 = 2.0s o柩=1+ 5 一短 0.06 + 1.7= 0.57y 0.9 +0.05 . %= 0.78由式
5、=血 & / 4)解 / 4 产=0.37 0.5 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隔震结构水平地震影响系数劭=非隔震结构水平地震影响系数劭=72max(0.40 f91045 Jxl.0x0.24 = 0.216由式Fek =(paGeq = 0.37 x 0.216 x 25317 .8 = 2023 AkN5. 2隔震层分布的层间剪力标准值 由式七 (，= 12d)EG,/=1计算层间剪力标准值,其结果见表5. Io表5.1上部结构层间剪力标准值层数GJ kNZG/kN耳/kN匕/kN65548. 3829785. 652023. 40368.822
6、75. 3655600. 45380. 45380. 4545897. 86400. 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匕/KN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. 205972.0039001/17992160
7、9.305972. 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6=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7； =0.4s。由式Kh =工峪=1.216 x 40 = 53. 504W / mm由式53, 504E 40xl.216x0.131 八 1Q1=: = = U. lol由式T=2tt I-= 1.66sKhg%=1+ 。5一九0.06 + 1.7%y = 0.9 +竺上皇二 0.9 + = 0.830.5 + 5%0.5 + 5x0.131设防烈度7度（0. 15g）罕遇地震下6rmax = 1.20 oyy34、max0.83x 0.71x1.20 = 0.261由式_，Oi（黑） _ o 79 m - 179 切帆跖6.3水平位移验算（验算最不利支座）本工程隔震层无偏心，对边支座力=1.15。由式验算支座LRB600验算支座LRB600uj = J3luc = 1.15 x 179 nvn - 205.85 mmui - 220 irunu1 - 205.85 mm = 220 mm故支座变形满足要求。