隔震结构设计-实例

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

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                          =19261kN

柱底轴力设计  

中柱柱底轴力                        

边柱柱底轴力                        

3．2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3.1 隔震支座参数

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             

   。

由式       

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   

由式            

5.2隔震层分布的层间剪力标准值

由式               

计算层间剪力标准值,其结果见表5.1。   

表5.1上部结构层间剪力标准值

表5.2上部结构层间位移角

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

本结构和隔震装置对称布置，偏心距=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。

由式                 

由式           

由式              

设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下。

由式       

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。

由式             

验算支座LRB600                         

故支座变形满足要求。